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UNIVERSIDAD NACJONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
MONITOREO Y CONTROL DE UNA PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL (PTAR) MEDIANTE
REDES INDUSTRIALES
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO ELECTRÓNICO
PRESENTADO POR:
NOÉ RONCAL CASTRO
PROMOCIÓN 2007-1
LIMA-PERÚ 2011
MONITOREO Y CONTROL DE UNA PLANTA
DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL (PTAR)
MEDIANTE REDES INDUSTRIALES
A mis padres que siempre
están a mi lado y me brindan todo su apoyo.
A mi hermana Esther por todo el sacrificio,
apoyo incondicional, la confianza brindada
y siempre ser un ejemplo a seguir.
SUMARIO
El presente trabajo describe la ingeniería del subsistema de monitoreo y control de la
planta de tratamiento de agua residual (PTAR) del sistema de alcantarillado de la
urbanización San Antonio de Carapongo, bajo los criterios establecidos por SEDAPAL.
Mediante este proyecto se busca mejorar las condiciones ambientales y sanitarias de
la población del Esquema Ñaña, ubicados en la margen derecha del río Rímac entre la
Urb. Girasoles de Huampaní y la Urb. San Antonio de Carapongo, minimizando el
impacto ambiental en el entorno del área de influencia.
La PTAR cuenta con elementos electromecánicos (cámara de rejas, cámara de
tamices, desarenadores, piscinas de aireación, zona de sedimentado del lodo y zona de
cloración, tableros eléctricos, bancos de condensadores, etc.), que deben ser
eficientemente controlados y monitoreados.
Para el sistema de supervisión y control de la PTAR se ha utilizado instrumentos con
señales discretas y analógicas que se encuentran dentro de unos paneles de medición
(PM) distribuidas por toda la planta; los PM poseen módulos POINT 1/0 que captan las
señales discretas y analógicas y por medio de una red Ethemet/lP se enlaza a un PLC
Compactlogix L23 que se encuentra en la sala de tableros.
Para la operación del proceso se ha integrado todos los accionamientos al sistema
SCADA FactoryTalk de Allen Bradley, haciendo uso de la red Ethernet existente.
Se usa la red ModBus para los medidores de energía y los arrancadores.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1
CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO DE INGENIERÍA DEL PROBLEMA
1 .1 . Descripción del problema .......................................................................................... 3
1.2. Objetivos del trabajo .................................................................................................. 3
1.3. Evaluación del problema ........................................................................................... 3
1.4 Alcance del trabajo .................................................................................................... 6
1.5 Síntesis del trabajo .................................................................................................... 6
CAPITULO 11 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
2.1 Planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) ................................................. 8
2.1.1 Tratamiento de aguas residuales .............................................................................. 8
2.1.2 Planta de tratamiento de aguas residuales San Antonio de Carapongo ................. 9
2.2 Niveles de automatización ...................................................................................... 15
2.3 Sistema de control y adquisición de datos (SCADA) ............................................. 15
2.3.1 Funciones .............................................................................................................. 16
2.3.2 Elementos .............................................................................................................. 16
2.4 Tecnología de red de datos (comunicación industrial) ........................................... 17
2.4.1 Modelo OSI ............................................................................................................ 18
2.4.2 Redes de automatización y control ......................................................................... 18
2.4.3 Redes de información .............................................................................................. 21
CAPITULO 111 METODOLOGÍA PARA LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
3.1 Análisis de la solución ............................................................................................. 22
3.1.1 Dimensionamiento de la solución ........................................................................... 22
3.1.2 Especificaciones de la solución .............................................................................. 28
3.1.3 Trabajos previos ...................................................................................................... 32
3.2 Descripción de la implementación .......................................................................... 33
3.2.1 Funciones del control de automatización ................................................................ 34
3.2.2 Desarrollo en el SCADA .......................................................................................... 37
3.3 Tableros ................................................................................................................... 47
VII
CAPITULO IV CONFIGURACIÓN DE LA PLANTA
4.1 Configuración automática de los sopladores .......................................................... 52
4.2 Configuración automática de los tornillos ............................................................... 52
4.3 Configuración automática del mezclador y sopladores .......................................... 54
4.4 Configuración por nivel de oxígeno disuelto (automático2) ................................... 54
4.5 Configuración automático1 (por horas) ................................................................... 58
4.6 Tendencias .............................................................................................................. 58
4.7 Configuración en pretratamiento ............................................................................. 58
4.7.1 Configuración automática de los sopladores .......................................................... 58
4.7.2 Configuración automática de los tornillos ............................................................... 58
4.8 Configuración modo SCADA ................................................................................... 58
CAPITULO V GESTIÓN DE TIEMPOS Y DE COSTOS
5.1 Presupuesto ............................................................................................................. 60
5.2 Cronograma ............................................................................................................. 62
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................................... 63
ANEXO A ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPAMIENTO ... 64
ANEXO B GLOSARIO DE TÉRMINOS ............................................................................................... 70
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 71
INTRODUCCIÓN
El proyecto fue desarrollado para eliminar las deficiencias de los procesos de
tratamiento de aguas residuales del sistema de alcantarillado de la urbanización San
Antonio de Carapongo, distrito de Ate-Vitarte, provincia y departamento de Lima. Dado el
continuo crecimiento de la población de la zona se tuvo que ampliar la planta existente,
por lo tanto el control y monitoreo tradicional (manual) ya no era posible por el aumento
de caudal tratado y desechado.
Para dar solución a ello se diseña e implementa un sistema de control y monitoreo
para automatizar los procesos de la PTAR (Planta de tratamiento de aguas residuales) en
la zona de influencia (San Antonio de Carapongo). En este sistema se utilizan
instrumentos con señales discretas y analógicas, PLC (Controlador lógico programable),
SCADA (Sistema de adquisición y control de datos) y redes de comunicación industriales
Para el proyecto de automatización se realizó trabajos previos, principalmente la
fabricación e instalación de tableros eléctricos de tres tipos:
- Generales: los cuales se encuentran los arrancadores, interruptores y contactares de
línea y de bypass;
- De automatización y control: en los cuales se encuentran los PLC y UPS;
- Pedestal de instrumentación (paneles de medición).- para contener la instrumentación
analógica y digital.
Se instaló el cableado de la red de comunicación industrial, además de los motores y
bombas respectivos a cada etapa del PT AR.
En resumen el sistema de control y monitoreo implementado hace uso de la
instrumentación de campo integrando todas estas señales al PLC; este dispositivo es
controlado y monitoreado por el SCADA, haciendo uso de la red de datos industrial.
El informe de suficiencia está constituido por cuatro capítulos principales. En el
capítulo 1 se describe el problema, precisando el objetivo del proyecto. En este capítulo
se hace la evaluación y justificación del proyecto realizado y se establecen los alcances
del proyecto.
En el capítulo 2, Marco Teórico se tratan tres aspectos principales: PTAR (Planta de
Tratamiento de aguas residuales), en donde se describe el tratamiento de aguas
residuales así como los detalles de la PTAR de San Antonio de Carapongo; SCADA en
2
donde se explican las funciones y elementos de este sistema; tecnología de red de datos
(comunicación industrial) desarrollando una descripción simplificada de las redes de
automatización y control (ModBus, Profibus), y de la Ethernet industrial
En el capítulo 3, Metodología de la Solución, consta de tres partes: El análisis de la
solución, en donde se dimensiona y se establecen las especificaciones de la solución y
se determinan los trabajos a realizar; la descripción de la solución, en donde se explica la
funcionalidad del control de automatización y se describe el desarrollo en el SCADA; el
equipamiento utilizado, en donde se muestra parte de la relación de equipamiento
utilizado en el proyecto, dado la gran cantidad de elementos
En el capítulo 4, Configuración de la Planta, describe los aspectos relacionados con la
configuración de la planta y su funcionamiento.
En el capítulo 5, Análisis Económico, se presenta el presupuesto y cronograma de
trabajos.
CAPÍTULO 1 PLANTEAMIENTO DE INGENIERÍA DEL PROBLEMA
Para el definir las alternativas de solución, es imprescindible un planteamiento claro
del problema de ingeniería. En este capítulo se describe el problema para luego precisar
el objetivo del trabajo. En este capítulo también se hace la evaluación y justificación del
proyecto realizado y se establecen los alcances del proyecto.
1.1 Descripción del problema
Deficiencias de los procesos de tratamiento de aguas residuales del sistema de
alcantarillado de la urbanización San Antonio de Carapongo.
El crecimiento de la población ameritó la ampliación de la planta existente. El control y
monitoreo de manera manual ya no era una alternativa por el aumento de caudal tratado
y desechado.
1.2 Objetivos del trabajo
Diseñar e implementar un sistema de control y monitoreo para automatizar los
procesos de la PTAR (Planta de tratamiento de aguas residuales) en la zona de influencia
(San Antonio de Carapongo, distrito de Ate-Vitarte del departamento de Lima).
Este sistema de monitoreo y control se desarrolla mediante la utilización de
instrumentos con señales discretas y analógicas, PLC (Controlador lógico programable),
SCADA (Sistema de adquisición y control de datos) y redes de comunicación industriales
1.3 Evaluación del problema
Comúnmente todos los desechos líquidos del tipo domestico y las aguas residuales 1
producidas son vertidas al río trayendo cómo consecuencia una gran contaminación al
medio ambiente. Es por ello que se vio la necesidad de crear una planta de tratamiento
para ayudar en la limpieza de los desechos al río.
La planta de tratamiento San Antonio de Carapongo no estaba en la capacidad de
poder recibir la totalidad de las aguas residuales tanto de la Urbanización San Antonio
como de la Urbanización Las Terrazas de Caraponguillo, que cuentan con 3640 y 1700
lotes respectivamente y en el futuro albergarán un total de 37.380 personas, según los
estudios realizados por SEDAPAL.
El agua residual cruda del río es conducida a la planta de tratamiento del tipo
1 Agua residual: tipo de agua que está contaminada con sustancias fecales y orina.
4
aeración prolongada pasando por cada una de las etapas del proceso de tratamiento
para luego ser vertida nuevamente al río más limpia y menos contaminada, preservando
el medio ambiente y la biodiversidad. Las aguas ya tratadas también pueden servir para
regadillo de tallo alto.
La PTAR del caso de estudio se encuentra ubicada en el Km. 17 ½de la Carretera
Central, en el distrito de Ate-Vitarte (Figura 1.1 ). La PTAR tiene las siguientes
coordenadas UTM: N: 8673308 al 8673206; E: 299820 al 300011. Se encuentra sobre
los 535 m.s.n.m.
Figura 1.1 Ubicación de la PTAR Carapongo (Fuente: Google Earth)
Esta planta de tratamiento es parte de los proyectos de mejora de Sedapal de los
servicios de agua y desagüe. Los criterios definidos en el diseño del sistema de
alcantarillado realizados por SEDAPAL han determinado en la primera etapa del diseño
(definido para el año 2021 ), que el caudal promedio será de 153 1/s con un máximo de
306 1/s. Sin embargo, las obras de cabecera2 de la planta de tratamiento de aguas
residuales han sido dimensionadas para el máximo horario3 del año 2028 y establecido
en 3581/s.
2 Obra de cabecera: estructura de medición, distribución, conducción y dispositivos de ingreso a
cada uno de los procesos de tratamiento. 3
Máximo horario: caudal utilizado para diseñar la red de distribución.
5
La ampliación de la planta podría haber conducido a un incremento de las jornadas laborables o la contratación de personal, sin embargo siempre habría mayor riesgo de contaminación por sobreexposición a los elementos tóxicos o a los reactivos utilizados en el proceso de tratamiento de agua, además el control é identificación de fallas no sería óptima Esta situación justificó la automatización de la PT AR buscando la optimización de los procesos, reducir al mínimo la sobreexposición de contaminación del personal.
El diagrama de la Figura 1.2 describe los procesos del tratamiento de aguas residuales a ser automatizados y monitoreados.
Aguas residuales
Cámara de rejas
Y Tamices
D Compactador
lavador deshidratador
Desechado 11-----niAl relleno \¡---111
Secado de "lodos"
Oesarenador u--\ y medidor I.L___/
�I
de caudal
Espesador de "lodos"
Rio o Regadlo de
Tallo alto
Reactor de Aireación
Prolongada
Sedimentador secundario
D Tanque de desinfección
Figura 1.2 Procesos de PTAR (Fuente: Propia) En la PTAR las aguas residuales ingresan a la Cámara de rejas y a los tamices
(elementos integrados), de allí pasan a los desarenadores en donde se añaden reactivos para decantar metales pesados y contienen medidores de caudal, posteriormente pasa al Reactor de Aireación Prolongada (uso de bacterias).
Luego de realizarse el proceso de aeración prolongada, se pasa a una etapa de discriminación llamada Sedimentador Secundario. Este envía los desechos al Espesador de lodos, y luego al Secado de lodos4
. Por otro lado, el Sedimentador Secundario envía el agua pretratada a un tanque de desinfección (se agrega cloro), las aguas tratadas son luego usadas para regadío de tallo alto o enviadas al río.
Para optimizar los procesos mostrados en la Figura 1.2, se vio la necesidad de contar con un sistema de control y monitoreo.
4 Lodo: todo aquel desecho sólido existente en la planta de tratamiento
6
Este proyecto es parte de varios proyectos presentados por Sedapal, a los cuales
grandes consorcios postulan para brindar las soluciones de ingeniería a través de
proveedores de servicios que cumplan con lo establecido en la buena pro, entre ello estar
debidamente registrados en el Registro Nacional de Proveedores del Estado (RNP) y
estar habilitados como participante, postor y contratista. El ganador de la buena pro,
Consorcio Saneamiento Ñaña, es quien subcontrata a empresas especializadas para la
realización de cada proyecto. La empresa encargada de desarrollar el sistema de
monitoreo y control de la PTAR fue Electro Control Industrial S.A.C.
La Figura 1.3 muestra una vista panorámica de toda la PTAR.
Figura 1.3 La planta de tratamiento San Antonio de Carapongo (Fuente: Propia)
1.4 Alcance del trabajo
El proyecto de automatización debía contar con trabajos previos cómo la fabricación e
instalación de tableros eléctricos:
1) Tableros generales los cuales se encuentran los arrancadores, interruptores y
contactares de línea y de bypass;
2) Tableros de automatización y control, en los cuales se encuentran los PLC y UPS;
3) Tableros pedestal de instrumentación (PM o paneles de medición) que contiene la
instrumentación analógica y digital.
También debía contar con el tendido de cableado para la red de comunicación
industrial, además de los motores y bombas respectivos a cada etapa del PTAR.
El sistema de control y monitoreo hace uso de la instrumentación de campo
integrando todas estas señales al PLC; este dispositivo es controlado y monitoreado por
el SCADA, haciendo uso de la red de datos industrial.
1.5 Síntesis del trabajo
Cada etapa de PTAR tiene una serie de elementos electromecánicos que deberán ser
7
controlados y monitoreados por el sistema desarrollado. Para ello se hace la recopilación
de la información de estos elementos (Características técnicas de bombas, motores, etc.)
El estudio también contempla las variables físicas medidas, y la respectiva
instrumentación de campo a usar.
El análisis de los procesos permite definir la filosofía de control de los PLC. En el
SCADA finalmente se integra toda las señales y alarmas completándose el sistema de
monitoreo y control de la PT AR.
En resumen, para la parte eléctrica se ha tenido que implementar tableros de media
tensión, tableros de transferencia automática, bancos de condensadores, tablero general
de aireadores, tableros generales de bombas de lodo, tableros generales de
desarenadores, todos estos con arrancadores suaves SMC/Flex comunicados por medio
de una red ModBus, todo esto como referencia a los equipos de fuerza electromotriz.
Para el sistema de supervisión y control se han utilizado instrumentos con señales
discretas y analógicas que se encuentran dentro de unos paneles de medición PM
distribuidas por toda la planta, estos PM llevan uno módulos POINT 1/0 que captan las
señales discretas y analógicas y por medio de una red Ethemet/lP se enlaza a un PLC
Compactlogix L23 que se encuentra en ta sala de tableros. Para la operación del
proceso se lo ha virtualizado usando el sistema SCADA FactoryTalk de Allen Bradley.
CAPÍTULO 11 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
En este capítulo se exponen las bases teóricas conceptuales más importantes para la
comprensión del sistema descrito en el presente informe.
Los temas a tratar en este capítulo son: PTAR (Planta de Tratamiento de aguas
residuales), SCADA y tecnología de red de datos (comunicación industrial).
2.1 Planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR)
En esta sección se describe el tratamiento de aguas residuales así como los detalles
de la PTAR de San Antonio de Carapongo.
2.1.1 Tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos,
químicos y biológicos que tienen cómo fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y
biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en
el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes
para su disposición o reuso.
Típicamente, el tratamiento de aguas residuales es el siguiente:
1. Separación física: Esto corresponde al filtrado de los sólidos grandes (basura) de la
corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (también
llamadas mallas).
2. Desarenado y sedimentación primaria: El desarenado es la separación de sólidos
pequeños muy densos cómo la arena; la sedimentación primara separa los sólidos
suspendidos existentes en el agua residual. Para eliminar metales disueltos (plomo y
fósforo principalmente) se utilizan reacciones de precipitación.
3. Conversión progresiva de la materia biológica disuelta: Para la obtención de una masa
biológica sólida se usa bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas.
4. Sedimentación secundaria: Corresponde a la separación o remoción de la masa
biológica sólida, la cual fue obtenida en el proceso previo.
5. Tratamiento terciario: El agua tratada puede experimentar procesos adicionales como
desinfección, filtración, etc. El efluente final puede ser descargado o reintroducido de
vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente del río) u otro ambiente (terreno superficial,
9
subsuelo, etc.). Los sólidos biológicos segregados experimentan un tratamiento y
neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada.
2.1.2 Planta de tratamiento de aguas residuales San Antonio de Carapongo
La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales San Antonio de Carapongo se ubica
en la zona de Carapongo en la margen derecha del río Rímac en los terrenos que ocupa
la Urbanización San Antonio de Carapongo y acondiciona los desechos líquidos del tipo
doméstico de la referida urbanización conjuntamente con los de Las Terrazas de
Caraponguillo
El agua residual cruda es conducida a la planta de tratamiento del tipo aeración
prolongada por medio de una estación elevadora que se ubica en la parte más baja del
sistema de alcantarillado de la Urbanización San Antonio de Carapongo, la misma que
recibe las aguas residuales tanto de la Urbanización San Antonio cómo de la
Urbanización Las Terrazas de Caraponguillo, las cuales cuentan con 3640 y 1700 lotes
respectivamente y en el futuro albergaran un total de 37.380 personas
a. Cámara de rejas
Para la alternativa de planta integrada, la estructura debería estar en capacidad de
dar tratamiento a un caudal máximo 360 litros por segundo (1/s), lo que equivale a un
caudal promedio de 200 1/s.
La cámara rejas está compuesta por dos canales paralelos, de 1.1 O m. de ancho,
trabajando uno de ellos como canal aliviadero.
El canal de llegada tiene un ancho de 0,80 m. En el canal principal está instalada una
reja de limpieza mecánica conformada por platinas de acero inoxidable de 1 ½" x 3/8"
espaciados 20 mm. La Figura 2.1, muestra dos imágenes de la cámara de rejas.
Figura 2.1 Cámara de rejas-mallas (Fuente: Propia)
10
b. Tamices
Existen tres tamices de 1000 mm de ancho y de 5 o 6 mm de espaciamiento o
abertura del tipo tambor circular o semicircular con limpieza mecánica automática ubicado
en un ángulo de 35º con respecto a la horizontal, debiendo dos de las unidades estar en
condiciones de atender el caudal máximo de 360 1/s.
El material recogido por los tamices es extraído por medio de tornillos sinfín de 273
mm de diámetro y conducido a un compactador-lavador para eliminar la mayor cantidad
posible de materia orgánica fecal.
La Figura 2.2 muestra dos imágenes de las rejas-tamices.
Figura 2.2 Rejas-tamices (Fuente: Propia)
Para el proceso de lavado se cuenta con agua limpia con una presión de 3 a 5 bares
y un caudal de 0,8 1/s por equipo. Así mismo, el conjunto rejas-tamices cuenta con
canales aliviaderos con la finalidad de minimizar el riesgo de inundación de la planta de
tratamiento por efecto de obstrucción de las rejas.
c. Desarenador
Inmediatamente después de la cámara de rejas, las aguas cribadas son conducidas
por medio de un canal abierto hasta tres desarenadores, de los cuales dos de ellos
deberán estar en condiciones de atender el caudal máximo.
Los desarenadores (Figura 2.3) están compuestos por unidades en paralelo del tipo
tornillo y aireado de forma triangular en su sección longitudinal y con capacidad para
remover granos de arena de 0,2 mm de diámetro. Las arenas extraídas por el tornillo
sinfín son evacuadas hacia un contenedor metálico para su disposición final.
Para el caudal de tratamiento comprendido entre 50 y 180 1/s, el ancho de cada
unidad es de 2.0 m, la profundidad máxima de 4.4 m y el largo total de 9.6 m. La cantidad
de arena a ser retirada fluctúa entre 500 a 1500 litros por día y la cantidad de aire
necesaria se encuentra entre 150 a 360 m3/h. El período de retención será de 180
segundos para el caudal máximo.
11
Al igual que para las rejas, aguas arriba y aguas abajo de cada desarenador, se han
proyectado compuertas deslizantes con actuador eléctrico a fin de aislar a la unidad y
brindar mantenimiento a las partes móviles del desarenador.
Adicionalmente, en cada desarenador existen pantallas desnatadoras para retener y
retirar el material flotante fino y las grasas que puedan pasar la reja o generarse en el
desarenador, y una barra o estribo para facilitar la instalación o retiro de la bomba
sumergible destinada a desaguar el agua del interior del desarenador con fines de
mantenimiento.
Figura 2.3 Desarenador (Fuente: Propia)
d. Medidor de caudal
Inmediatamente después de los desarenadotes existe un medidor de caudal del tipo
régimen crítico5, el palmer owles que tiene la ventaja de ser muy simple de construir, este
fue seleccionado en reemplazo del tradicional parshall,
Las mediciones se realizan directamente aguas arriba de la garganta o en la poza de
medición situada a un lado del medidor. En la poza se instala un limnígrafo (registra el
nivel de agua) o un sensor electrónico para el registro continuo de caudales.
e. Repartidor de caudales
Las aguas cribadas y desarenadas son conducidas por medio de un canal abierto
hasta un repartidor de caudal que divide el flujo en partes proporcionales a la capacidad
de cada uno de los reactores de tratamiento.
5 Régimen critico: estado en el cual la energía especifica es mínima para un caudal dado
12
f. Reactor de aireación prolongada
Cada uno de los reactores6 (Figura 2.4) ha sido calculado para un caudal de 11.7 1/s y
tienen en promedio de 19.50 m. de largo, 16.00 m. de ancho y 3.50 m de profundidad. El
período de retención promedio es de 25 horas y se calculó que la eficiencia remocional
de la 080 (Demanda Biológica de Oxigeno) llegue al 90 por ciento con una 080 soluble
en el efluente de 22 mg/1.
Figura 2.4 Reactor (laguna) de aireación prolongada (Fuente: Propia)
Los criterios aplicados en el dimensionamiento de este reactor se muestran en la
Tabla 2.1
Tabla 2.1 Características y unidades para el reactor de aireación.
Características del reactor Unidades
Coeficiente de producción vía síntesis: 0.6 mgXv/mgSS
Coeficiente de respiración endógena: 0.025 1/día
Requerimiento de oxígeno para síntesis: 0.55 kgO21kgDBOr
Requerimiento de oxígeno respiración endógena 0.036 kgO2fkgXv.día
Sólidos suspendidos totales en el reactor 5000 mgn
Concentración en el lodo de retorno 10000 mgn
Edad del lodo 29 días
Carga de lodos 0.11 kg D8O/kgSSVLM
Carga volumétrica 0.33 kg DBO/m3
6 Reactor: piscina para conversión progresiva de la materia biológica disuelta.
13
La cantidad de oxígeno necesario por día y por reactor es de 51 O Kg/día. Esta
cantidad de oxígeno está siendo suministrada por dos equipos de aeración vertical de 20
hp con una densidad energética de 27.5 vatios/m3.
g. Sedimentador secundario
La remoción de los sólidos que salen del reactor es ejecutada en un sedimentador
adjunto al reactor. El período de retención de esta unidad está comprendido entre 2.0 y
5.2 horas. La tasa promedio de aplicación es de 16 m3/ m2-día y la máxima de 32.5
m3/m2-día. Las dimensiones del sedimentador son 16.00 m de largo, 4.50 m de ancho y
3.00 m de profundidad promedio, sin considerar los depósitos de lodo (Figura 2.5).
Figura 2.5 Sedimentador secundario (Fuente: Propia)
h. Desinfección
El proceso de desinfección se aplicará, antes de su descarga al río Rímac, al agua
residual tratada y sedimentada. La desinfección se realizará en un tanque (Figura 2.6)
con 20 minutos de periodo de retención para el caudal promedio.
Figura 2.6 Tanque de desinfección (Fuente: Propia.)
14
i. Secado de lodos
Por la consideración anterior, es decir el manejo de lodos en una sola unidad, la
cantidad total de lodos está en el orden de los 275 m3/día o el equivalente a 2100 kg/día
de sólidos secos. Para ello se dispone de dos unidades de espesamiento (Figura 2.7) de
7.5 m de diámetro y 4.0 m de profundidad. Esta unidad produce 205 m3/día de
excedentes y 70 m3/día de lodo al 3% de sólidos.
Los lodos espesados pasan a una planta de deshidratado o secado (Figura 2.8) de
lodos para manejar 2.100 kg de materia seca y 70 m3/día de lodo al 3% de sólidos (97%
de humedad). El deshidratador mecánico usado es centrífugo.
Figura 2.7 Espesador de lodos (Fuente: Propia)
Figura 2.8 Lecho secado de lodo (Fuente: Propia)
15
2.2 Niveles de automatización.
El concepto de sistemas automatizados puede ser aplicado a distintos niveles de las
operaciones de una fábrica. Normalmente se asocia el concepto de automatización con la
producción de máquinas individuales. Sin embargo la producción de máquinas por si
misma está creada por subsistemas que por ellos mismos pueden ser automatizados. Se
puede identificar cinco niveles posibles de automatización en una planta productiva y se
explican con la Figura 2.9.
ERP/SAP
Administración
ocs
PLC
Control de proceso
EQUIPOS
DE CAMPO
Figura 2.9 Arquitectura General de automatización (Fuente: www.sige.es)
- Nivel de empresa - administración.- Es el sistema de información corporativo. Se usa
por ejemplo el ERP (Enterprise Resource Planning) fabricado por SAP AG.
- Nivel de planta - manufactura.-Es el sistema de producción. Se puede usar el MES
(Manufacturing Execution Systems).
- Nivel de sistema - operación y supervisión.- Es el sistema de manufactura-grupos de
máquinas. Se aplica el DCS (Distributed Control System), así como el SCADA
- Nivel de maquinaria - control de proceso.- Para el control de máquinas individuales,
en esta se ubican los PLC.
- Nivel de dispositivo.- En esta se encuentran los sensores, actuadores y otros
elementos de hardware
2.3 Sistema de control y adquisición de datos (SCADA)
Un sistema de control y adquisición de datos SCADA incluye un hardware de señal de
entrada y salida, controladores, interfaz hombre-máquina (HMI), redes, sistema de
comunicaciones, base de datos y software, todo ello se extiende sobre grandes
distancias (kilómetros).
El SCADA reside en salas de control desde donde se monitorea el proceso
16
generalmente alejado de la planta o zona de máquinas. También provee de toda la
información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo
nivel como de otros usuarios supervisores dentro de la empresa (supervisión, control
calidad, control de producción, almacenamiento de datos, etc.) permitiendo no solo
controlar sino supervisar el funcionamiento de tos equipos que intervienen en el proceso,
además cuenta con una base de datos y desarrolla pantallas de alarmas, tendencias y
con capacidad de almacenar información para generar reportes, históricos y poder ser
evaluadas por et personal de supervisión.
2.3.1 Funciones
Un sistema SCADA (compuesto de software y hardware), debe ser capaz de realizar
una o más de tas siguientes funciones.
- Alarmas.-Es la capacidad de llevar a cabo una acción predeterminada como respuesta
a una condición de alarma
- Analógicas.- Es la capacidad de aceptar, mostrar y grabar señales analógicas
provenientes de sensores o dispositivos externos.
- Control.-Es ta capacidad de un sistema de supervisión de llevar a cabo operaciones
manuales o automáticas selectivamente de equipos externos. Et control puede ser tanto
analógico como digital.
- Indicación de estado.- Es ta capacidad de de aceptar, grabar o mostrar et estado de
un equipo.
- Acumulador.- Es la capacidad de aceptar y totalizar pulsos digitales y tenerlos
disponibles para mostrarlos o grabarlos.
- Secuencia de eventos.- Es la capacidad de reconocer cada evento predefinido,
asociar un tiempo de ocurrencia a cada evento, y presentar estos eventos con sus
tiempos asociados en orden de ocurrencia.
2.3.2 Elementos
Un sistema SCADA cuenta con cuatro elementos principales.
a. Unidad terminal maestra (MTU)
Es el dispositivo que se encarga de manejar todos tos comandos, recolecta todos tos
datos del RTU y almacena ta información. Se encarga también de llevar información a
sistemas asociados como una red LAN, y a ta interfase con ta gente que opera el
proceso.
b. Unidad terminal remota (RTU)
Se encarga de recolectar la información de los equipos de campo, sea ésta digital,
análoga, de alarmas. El RTU retiene toda esta información disponible en su memoria
hasta que et MTU se la solicita. Adicionalmente, recibe información del MTU que te
indicará si debe actuar sobre alg_ún equipo del proceso.
c. Sistema de comunicación
17
Es el medio por el cual viaja toda la información intercambiada entre el MTU y el RTU,
pudiendo ser un medio físico como inalámbrico. Incluye además los equipos necesarios
para codificar las señales para su transmisión y recepción como son los módems y
radios.
d. Interfaz hombre-máquina (HMI)
La sigla HMI es la abreviación en ingles de Interfaz Hombre Maquina. Los sistemas
HMI pueden ser conceptualizados como la ventana de un proceso. Esta ventana puede
estar en dispositivos especiales como paneles de operador o en una computadora. Los
sistemas HMI en computadoras se los conoce también como software HMI o de
monitoreo y control de supervisión. Las señales de procesos son conducidas al HMI por
medio de dispositivos como tarjetas de entrada/salida en la computadora, PLC
Controladores lógicos programables, Unidades remotas de E/S o Variadores de velocidad
de motores. Todos estos dispositivos deben tener una comunicación que entienda el HMI
Las funciones del software HMI son
- Monitoreo. Es la habilidad de obtener y mostrar datos de la planta en tiempo real. Estos
datos se pueden mostrar como números, texto o gráficos que permitan una lectura más
fácil de interpretar.
- Supervisión. Esta función permite junto con el monitoreo la posibilidad de ajustar las
condiciones de trabajo del proceso directamente desde la computadora.
- Alarmas. Es la capacidad de reconocer eventos excepcionales dentro del proceso y
reportarlo estos eventos. Las alarmas son reportadas basadas en límites de control pre
establecidos.
- Control. Es la capacidad de aplicar algoritmos que ajustan los valores del proceso y así
mantener estos valores dentro de ciertos límites. Control va mas haya del control de
supervisión removiendo la necesidad de la interacción humana. Sin embargo la aplicación
de esta función desde un software corriendo en una PC puede quedar limitada por la
confiabilidad que quiera obtenerse del sistema.
- Históricos. Es la capacidad de mostrar y almacenar en archivos, datos del proceso a
una determinada frecuencia. Este almacenamiento de datos es una poderosa
herramienta para la optimización y corrección de procesos.
2.4 Tecnología de red de datos (comunicación industrial)
Las redes industriales son utilizadas para comunicar las distintas jerarquías de
comunicaciones existentes en una industria a través de un medio, sea éste físico o
inalámbrico. Un modelo simple se basa en cuatro jerarquías: autómatas, interfaces
18
hombre-máquina, PCs y dispositivos de E/S (entrada/salida) conectados de forma
conjunta por enlaces de comunicación como cables eléctricos, fibras ópticas, enlaces de
radio y elementos de interfaz física como tarjetas de red y pasarelas.
La tecnología de comunicación industrial se agrupa en dos tipos: 1) aquellas
denominadas redes de automatización y control y 2) las utilizadas comúnmente para la
información
2.4.1 Modelo OSI
El modelo OSI fue diseñado en los años 70 por la Organización Internacional de
Estandarización (ISO). El modelo describe las funciones de comunicación entre
aplicaciones por medio de siete capas de funciones estructuradas jerárquicamente.
Tabla 2.2 Modelo OSI (Fuente: www.pchardware.org/redes/redes_osi.php.)
Nº Capa OSI Descripción
7 Aplicación Es la interfaz con el usuario; hace llegar las peticiones a la capa presentación
6 Presentación Define como se representará la información, de tal manera que cualquier sistema lo interprete
5 Sesión Garantiza las correctas comunicaciones y conexiones entre los sistemas. Define la apertura de las sesiones sobre los equipamientos de red
4 Transporte Permite establecer una comunicación de un extremo a otro, segmentar y montar datos, controlar el flujo, detectar errores y repararlos.
3 Red Se ocupa del transporte de paquetes (datagramas) a través de la red
2 Conexión Permite establecer, a través de un soporte físico, una conexión libre de errores
1 Física Define los protocolos para el intercambio de bits y los aspectos eléctricos, mecánicos y funcionales del acceso a la red
2.4.2 Redes de automatización y control
Existen tres variantes: ModBus, ModBus TCP/IP y el Profibus.
a. ModBus
ModBus [1] es un protocolo de comunicaciones situado en el nivel 7 del Modelo OSI.
Está basado en la arquitectura maestro/esclavo o cliente/servidor. Fue diseñado en 1979
por Modicon para su gama de controladores lógicos programables (PLC).
ModBus se ha convertido en un protocolo de comunicaciones estándar de facto en la
industria es el que goza de mayor disponibilidad para la conexión de dispositivos
electrónicos industriales. Es superior a otros protocolos de comunicaciones debido a:
- es público
- su implementación es fácil y requiere poco desarrollo
- maneja bloques de datos sin suponer restricciones
ModBus permite el control de una red de dispositivos, por ejemplo un sistema de
19
medida de temperatura y humec;lad, y comunicar los resultados a un ordenador. ModBus
también se usa para la conexión de un ordenador de supervisión con una unidad remota
(RTU) en sistemas de supervisión adquisición de datos (SCADA). Existen versiones del
protocolo ModBus para puerto serie y Ethernet (ModBusrrCP).
Existen dos variantes, con diferentes representaciones numéricas de los datos y
detalles del protocolo ligeramente desiguales:
- ModBus RTU es una representación binaria compacta de los datos.
- ModBus ASCII es una representación legible del protocolo pero menos eficiente.
Ambas implementaciones del protocolo son serie. El formato RTU finaliza la trama
con un control de errores de redundancia cíclica (CRC), mientras que el formato ASCII
utiliza un control de errores de redundancia longitudinal (LRC).
Cada dispositivo de la red ModBus posee una dirección única. Cualquier dispositivo
puede enviar órdenes ModBus, aunque lo habitual es permitirlo sólo a un dispositivo
maestro. Cada comando ModBus contiene la dirección del dispositivo destinatario de la
orden. Todos los dispositivos reciben la trama pero sólo el destinatario la ejecuta (salvo
un modo especial denominado "Broadcast"). Cada uno de los mensajes incluye
información redundante que asegura su integridad en la recepción. Los comandos
básicos ModBus permiten controlar un dispositivo RTU para modificar el valor de alguno
de sus registros o bien solicitar el contenido de dichos registros.
b. ModBus TCP/IP
La versión ModBusrrCP es muy semejante al formato RTU, pero estableciendo la
transmisión mediante paquetes TCP/IP. ModBus TCP/IP es simplemente el protocolo
ModBus RTU con una interfaz TCP que corre sobre Ethernet. La estructura de
mensajería de ModBus es el protocolo de la aplicación que define las reglas para
organizar e interpretar la data independientemente del medio de transmisión.
El TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) proporciona el medio de
la transmisión para la mensajería del TCP/IP de ModBus. Dicho de manera más simple,
el TCP/IP permite que los bloques de datos binarios sean intercambiados entre las
computadoras. TCP/IP es también un estándar mundial que sirve como la fundación para
el World Wide Web.
La función primaria del TCP es asegurarse de que todos los paquetes de datos son
recibidos correctamente, mientras que el IP se cerciora de que los mensajes estén
tratados y encaminados correctamente.
La combinación TCP/IP es simplemente un protocolo de transporte, y no define lo que
significan los datos o cómo los datos deben ser interpretados (este es el trabajo del
protocolo de la aplicación, ModBus en este caso).
20
En resumen, el TCP/IP de ModBus utiliza el TCP/IP y Ethernet para llevar los datos
de la estructura del mensaje ModBus entre los dispositivos compatibles. Es decir TCP/IP
de ModBus combina una red física (Ethernet), con un estándar del establecimiento de
una red (TCP/IP), y un método estándar de representar los datos (ModBus como el
protocolo de la aplicación). Esencialmente, el mensaje del TCP/IP de ModBus es
simplemente una comunicación de ModBus encapsulada en un TCP/IP de envoltura
Ethernet.
c. Profibus
Profibus [2] fue establecido primero en Alemania según el estándar DIN 19245 en el
año 1989. En 1996 fue ratificado por el estándar europeo EN 50170, y de allí en el año
2000 por el IEC con el estándar IEC 61158, estándar finalizado en el año 2003 junto con
el estándar IEC 61784.
Es tal vez el estándar más desarrollado en lo que respecta a redes industriales, dando
lugar a las arquitecturas descentralizadas. Es un sistema abierto de comunicaciones
digitales con un amplio espectro de aplicaciones, particularmente en los campos de
automatización de fábricas y procesos, teniendo cada una de ellas distintas necesidades.
En la automatización de fábricas se necesitan equipos de alta velocidad y desempeño,
muestreo síncrono (maestro - esclavo), respuesta determinística (longitud de trama fija),
fuente de alimentación remota, control distribuido utilizando generalmente PLC; mientras
que en la automatización de procesos se necesita un control distribuido asíncrono,
sensores inteligentes con fuente de alimentación sobre el bus, grandes cantidades de
datos a bajas velocidades, equipos a prueba de explosiones.
Profibus cuenta con un diseño modular y ofrece una variedad de tecnologías de
transmisión, tecnologías de comunicación y aplicaciones específicas. Según el modelo de
referencia OSI de la ISO, Profibus cubre las capas 1, 2 y 7; capa física, capa de enlace
de datos y capa de aplicación respectivamente.
Desde el punto de vista del usuario, Profibus presenta diversos perfiles de aplicación
como resultado de las opciones que se presentan en las tres capas del modelo OSI que
cubre Profibus.
El Profibus DP está centrado en la automatización de fábricas, como tecnología de
transmisión utiliza RS 485 sobre un par trenzado apantallado de cobre que posibilita
transmisiones de hasta 12Mbps sobre una distancia de 1 oom y la máxima distancia por la
que se puede extender un segmento es 1200m transmitiendo mínimo a 9.6Kbps.
Actualmente también se puede transmitir sobre fibra óptica y hasta por infrarrojo. Existen
tres protocolos de comunicación aplicables a PROFIBUS DP: DP-V0, DP-V1 y DP-V2.
21
2.4.3 Redes de información
En este caso es el EtherNet/lP [3] [4], que es el protocolo industrial (IP) de Ethernet.
Este es un estándar de red industrial abierto, creado por la necesidad de la utilización de
Ethernet en aplicaciones de control.
Ethernet/lP se basa en el mismo estándar que la capa física y de enlace de datos de
Ethernet (IEEE 802.3), utiliza los mismos protocolos TCP/IP que la capa de transporte,
pero además utiliza otro grupo de protocolos de aplicación llamado Control and
lnformation Protocol (CIP), con lo cual además de coexistir con los protocolos existentes
para Ethernet, proporciona las capacidades de control, configuración y recolección de
datos.
La especificación de CIP posee tres componentes.
- La capa de aplicación CIP o CIP Messaging Protocol, la cual otorga un identificador de
conexión o Connection ID (CID) cada vez que se establece una conexión para el
intercambio de datos.
- La librería de objetos donde se definen los módulos que están definidos para CIP junto
con una serie de características que definen cada objeto de manera particular.
- Los perfiles, los cuáles aseguran la similitud entre dispositivos del mismo tipo y poseen
características similares como el mismo comportamiento, producen y utilizan las mismas
cantidades de entradas/salidas, contienen básicamente el mismo juego de comandos
para configurarlos. Esto permite la interoperabilidad y cambio de dispositivos entre
distintos fabricantes.
CAPÍTULO 111 METODOLOGÍA PARA LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
En el presente capítulo se describe la ingeniería del proyecto del sistema
desarrollado. Se describe la situación previa a la solución, se precisan los requerimientos
para el dimensionamiento y se establecen las especificaciones técnicas para la
implementación del sistema. Su diseño es expuesto esquemática y funcionalmente.
3.1 Análisis de la solución
Para el dimensionamiento del sistema desarrollado, se debe evaluar la situación
actual versus los requerimientos futuros. En esta sección se analiza la planta sujeto del
estudio.
3.1.1 Dimensionamiento de la solución
En el anterior capítulo se ha descrito los procesos y características (de manera
general) las etapas con la que cuenta la PTAR de San Antonio de Carapongo. Para la
automatización del PT AR es necesario establecer los elementos eléctricos y
electromecánicos a controlar, así cómo los aspectos a medir (analógicos o digitales),
estos relacionados directamente con los requerimientos [5].
a. Rejas, tamices y compactador-lavador-deshidratador
Se describe en esta sección a tres elementos que trabajan en conjunto en la primera
etapa del proceso. Todos ellos poseen motores de distinta capacidad que deben ser
controlados.
Para posibilitar la automatización, esta etapa debe poseer un tablero que cuente con
un control por PLC con señalización de pantalla, operación e indicaciones para fallas de
servicio, botonera de reseteo, relee de protección de motor, fusibles y relees, cables de
aislamiento, timer, horómetro, unidades de control. A continuación se explica el
dimensionamiento de esta etapa.
a.1 Rejas
La reja debe tener un sistema de protección de sobrecarga, el cual está basado en
una especie de embrague montado entre el motor y el engranaje de transmisión a la
cadena. Por lo tanto, el acople y desacople no es comandado por el tablero de control,
esto depende de la presión entre los discos de embrague: la presión entre los discos del
embrague se regula a través de un mecanismo de resortes del plato.
23
Cuando un obstáculo grand� (palos o botellas) entra a la reja, provoca que el rastrillo
quede en su primer intento trabado, los discos de embrague comienzan a deslizarse
entre sí, evitando con ello que se ejerza una sobrepresión/esfuerzo sobre la cadena y la
estructura en general. Este mecanismo (meramente mecánico) permite proteger la
cadena y la estructura de la reja, independientemente del control eléctrico.
Al lado opuesto del motor (visto desde el embrague), se encuentra un disco dentando,
que gira junto a los discos del embrague. Los dientes pasan por encima de un interruptor
de proximidad (proximity switch), ya provisto con el mecanismo. Este interruptor, en caso
que la velocidad de giro del disco dentado disminuya o pare (lo que significa que se está
actuando el embrague debido a una obstrucción en la reja), envía una señal de parada de
motor al tablero. Por lo tanto es necesario implementar un sistema de control que haga al
mecanismo trabajar en reversa (contramarcha) para que los rastrillos liberen a la reja del
obstáculo.
Después de un cierto recorrido en reversa, debe volverse a poner marcha adelante. Si
continuara la obstrucción, este proceso de liberación automática se puede repetir. La
cantidad de repeticiones debe ser regulable, por ejemplo 2 o 3 veces.
Si superado el número de repeticiones no se hubiese logrado eliminar el obstáculo, el
tablero debería emitir una señal de alarma y parada para que el inconveniente sea
revisado personalmente por un operador para que proceda a eliminar manualmente el
obstáculo. El objetivo de esta automatización es proteger a la reja de cualquier daño
estructural debido al obstáculo de materiales grandes.
a.2 Tamiz fino
El tamiz fino, es un equipo instalado en un contenedor combinado en un solo equipo
con las funciones de desbaste o cribado, lavado, extracción, deshidratación y
compactado de sólidos domésticos.
Las aguas servidas ingresan en el tambor frontalmente y pasa entre las varillas
circulares hacia la zona aguas abajo del tamiz. Las varillas retienen los sólidos,
produciéndose un efecto adicional de filtrado gracias a la formación de un manto de
residuos.
La automatización de esta etapa tiene cómo objetivo sensar una determinada
diferencia de niveles de agua (arriba y abajo del tamiz) y poner en funcionamiento un
peine que está sujetado al eje del tambor. Las púas del peine así penetran por completo
entre los anillos, van limpiando el tamiz, transportando los sólidos a la parte superior del
tambor y dejándolos caer a una tolva situada en el centro del tambor.
El material de cribado es transportado hacia fuera del canal por la rotación de un
tornillo dispuesto en el eje del tambor. Para asegurar la limpieza completa de las púas, el
24
peine debe volver a situarse a 1_5° de la vertical, efectuándose una limpieza adicional de
las púas mediante un peine en sentido contrario. Durante el transporte, el material
cribado es lavado, compactado y deshidratado hasta un grado de sequedad entre el 35 %
al 40% (MS).
a.3 Compactador-lavador-deshidratador
Es un equipo para el lavado de componentes solubles (material fecal), material
cribado o sólidos retenidos en la reja mecánica. Así mismo dicho equipo deshidrata,
compacta y transporta mediante una tubería de descarga, hacia un contenedor para su
eliminación final al relleno sanitario.
El equipo es para el lavado, deshidratado, prensado y transporte de residuos de
desbaste en una sola unidad compacta. Los residuos de desbaste se introducen en la
prensa directamente desde la reja; los residuos de desbaste son descargados al interior
de la tolva de la prensa de lavado del compactador.
Debe detectarse una cierta cantidad de sólidos para que el tornillo compactador
transporte los residuos hacia el tubo ascendente. Al mismo tiempo se debe comenzar un
ciclo de lavado, añadiendo con un cierto desfase agua a la tolva y al tubo ascendente.
Para optimizar el proceso de lavado, el tornillo debe funcionar en periodos intermitentes.
Gracias al diseño del tornillo (Figura 3.1) la zona de contacto de los componentes
solubles se incrementa proporcionando un alto grado de lavado. El agua de lavado
atraviesa la zona perforada junto con los componentes solubles y se devuelve al canal de
aguas residuales de la planta. Simultáneamente los residuos lavados son deshidratados,
compactados y dirigidos al interior del contenedor por medio de un tubo cónico de
descarga.
Figura 3.1 Tornillo compactador (Fuente: Propia)
b. Desarenador y medidor de caudal
Se trata en esta sección por separado a dos elementos que trabajan en la misma
etapa.
b.1 Tornillo desarenador
Para el desarenado se utiliza un mecanismo especial llamado tomillo desarenador o
25
transportadores de tornillo.
Cada transportador debe una unidad de detección movimiento positivo; éste debe
consistir de una sonda y un monitor. La localización y montaje de la sonda estará acorde
a la recomendación del fabricante del transportador.
El transportador posee un motor de 1,800 rpm, trifásico TEFC (Totally Enclosed, Fan
Cooled), tasado para la aplicación de servicio de químico continuo, y de tamaño para
operar sin sobrecargas cuando el tornillo transportador está completamente lleno. Este
motor puede arrancar en la condición de carga llena.
Por ello se debe suministrar e instalar todo el mando y circuitos de la alarma,
instalación eléctrica de poder, canalización y conexiones integrales al tornillo
transportador.
b.2 Medidor de caudal
Para que las unidades de tratamiento y los procesos que ocurren en ellas funcionen
satisfactoriamente, de acuerdo con los parámetros con los que fueron proyectadas, es
necesario ajustar la operación de la planta al caudal de proyecto. Por lo tanto, el
comportamiento de esta unidad es importantísimo en la operación de la planta.
Cómo se mencionó líneas arriba, el medidor de caudal seleccionado es de régimen
crítico. Su señal ira al panel PM (de medición).
c. Reactor de aireación prolongada
Es donde se realiza la biodegradación de la materia orgánica presente en el agua
cruda, con la ayuda de sopladores acoplados a su motor eléctrico (Figura 3.2), que
suministra el aire necesario para cumplir los requerimientos de mezcla completa y de la
actividad bacteriana en la unidad.
Figura 3.2 Soplador (Fuente: Propia)
26
Debido al contenido de det�rgentes presentes en el efluente residual de origen
doméstico, la agitación o turbulencia en el tanque de aireación generan espumas, las
cuales son controladas utilizando un sistema de rociado de aguas blancas sobre las
mismas.
Para cumplir el fin expuesto, el reactor de aireación prolongada posee sopladores
rotatorios (dos por laguna, cuatro lagunas), cada uno con un motor de 40 HP, de 1800
rpm, trifásico (factor de servicio 1.15).
La automatización consiste en el sensado del nivel de oxígeno disuelto (Figura 3.3),
para cuando se alcance cierto valor, el motor del soplador entre en funcionamiento.
Figura 3.3 Sensor de nivel de oxígeno disuelto (Fuente: Propia)
c. Sedimentador secundario
El sedimentador secundario es una estructura cilíndrica que posee una enorme paleta
cuyo eje se encuentra en el centro de la misma Esta paleta gira lentamente de modo
regular para remover el lodo decantado hacia el fondo y enviándolo al espesador de
lodos.
El grado de automatización es mínimo ya que sólo se capta señales de alarma debido
al posible atascamiento o calentamiento del motor.
d.Espesadordelodos
Para ello se cuenta con un decantador centrífugo, compuesto de un rotor que gira
entre dos cojinetes soportados por un bastidor. Este tipo de rotor está compuesto de un
cuenco de decantación, un tornillo transportador y un reductor de velocidad. Esta
instalado en una caseta cerrada con el espacio suficiente para la manipulación del lodo.
El rotor debe girar mediante un sistema de mando eléctrico. El tornillo transportador,
accionado por el reductor de velocidad, debe girar a una velocidad ligeramente más alta
que el cuenco.
27
La mezcla a decantarse (previamente desbastada y desarenada) es introducida
dentro del rotor. La mezcla es distribuida entre el cuenco de la decantación y el tornillo
transportador, donde se somete a la fuerza centrífuga.
El líquido clarificado debe ser conducido hacia orificios de evacuación, mientras que
el material sólido decantado sigue el cuenco a una velocidad regulada mediante el
diferencial de rotación del tornillo de extracción en relación con el cuenco, para que al
final el material sólido sea evacuado en forma continua en el extremo cónico del cuenco.
El material pasa finalmente al lecho de secado de lodos (Figura 2.8) el cual no
requiere ningún grado de automatización.
El decantador centrífugo debe funcionar totalmente en automático y en forma
continua sin vigilancia. Para ello se debe implementar un sistema de control.
La conformación de los rotores debe permitir velocidades de ejecución muy altas,
especialmente para la sequedad del producto sólido y para el rendimiento de la
separación del efluente liquido evacuado.
La concepción polivalente y progresiva de estos rotores debe dar gran flexibilidad y
facilidad de utilización, así como la posibilidad de tratar productos cambiantes y difíciles,
incluso en condiciones de concentración y rendimientos variables
El sistema de transmisión esta constituido por un motor principal y un generador, cada
uno con un variador de frecuencia. El sistema debe permitir controlar independientemente
el cuenco y la velocidad. Además, de permitir ahorrar energía consumida.
e. Tanque de desinfección
La desinfección del agua es realizada mediante la incorporación de cloro. Este
sistema comprende de cilindros con el gas cloro (Figura 3.4), un intercambiador
automático, un regulador de vacío con un rotámetro (indicador de tasas de alimentación)
y un eyector.
Figura 3.4 Tanque de gas cloro (Fuente: Propia)
El sistema trabaja debido al vacío que se genera en el eyector tipo Venturi accionado
28
por un flujo de agua, el cual inyecta una mezcla de agua y de gas en el punto de
aplicación, donde el gas se difunde y disuelve.
El sistema está provisto de válvulas antirretorno para impedir el ingreso del agua a la
tubería de transporte de cloro, con el objeto de prevenir la corrosión del equipo en los
casos en que por algún motivo se interrumpa su funcionamiento.
El gas pasa a través de un regulador de vacío, que limita el flujo y la presión en
función del agua que pasa a través del Venturi, este Venturi está asociado a una línea
que tiene una bomba para este flujo y por vacío succiona el cloro, la corriente se
reincorpora o inyecta al tanque de contacto. La energía eléctrica para operar el dorador
de funcionamiento al vacío es relativamente pequeña, pues solo se requiere la energía
necesaria para introducir el flujo de agua a través del eyector (Venturi).
El flujo de agua y la presión diferencial que se requieren se produce por medios
eléctricos o hidráulicos con ayuda de una pequeña bomba booster. En la selección del
equipo operado eléctricamente, la fiabilidad y estabilidad de la fuente de energía es una
consideración importante.
3.1.2 Especificaciones de la solución
Luego de analizada la información del sistema, en esta sección se establece las
especificaciones que debe cumplir la solución (6). Estas especificaciones se explican en
los ítems a) Instrumentación y control, b) Automatización y c) Comunicación Local. De las
especificaciones se llega a la conclusión que el sistema debe ser desarrollado con los
siguientes elementos (Las especificaciones técnicas en detalle que se deben cumplir son
descritos en el Anexo A).
- Instrumentación y control.- Sensor ultrasónico de nivel; medidor de flujo en canal
abierto; medidor de oxigeno disuelto, pH y temperatura; sistema de cloración automático;
sensor de intrusos; sonda control de nivel; relé control de nivel; válvula solenoide de
control eléctrico: relé temporizador; equipos auxiliares en general para los tableros de
control, analizador de redes eléctricas.
- Automatización.- Controlador Lógico Programable; fuente de alimentación UPS para
PLC secundarios: Pantalla terminal de diálogo y visualización local HMI y PC (SCADA).
- Comunicación local.- Tablero de control principal TCP, centro de control.
Los elementos mostrados deben cumplir las especificaciones técnicas de SEDAPAL.
A continuación se detallan los aspectos funcionales de los dispositivos, equipos e
instrumentos que deben ser utilizados en la implementación de la solución.
a. Instrumentación y control
La siguiente es la descripción de las funcionalidades y requerimientos mínimos de los
diversos componentes del área de instrumentación y control.
29
a.1 Sensor ultrasónico de nivel
A ser usado en el control de nivel de la cámara de bombeo de desagüe. Debe estar
diseñado para la medición de nivel en tanques de agua residuales y fluidos de
agresividad media donde el sensor no está en contacto con el medio.
El sensor debe enviar una señal de 4-20mA al PLC del tablero correspondiente, el
que a su vez se comunica en ModBus con el PLC Principal del Centro de Control de la
Planta de Tratamiento.
El equipo debe incorporar dos relés programables para utilización de señalización,
alarma o control automático.
a.2 Medidor de flujo en canal abierto
Se usa para la medición del caudal de ingreso a los reactores de aireación
prolongada y para la medición del caudal de ingreso al tanque de contacto de cloro. Debe
estar diseñado para medición de caudal en canal abierto y fluidos de agresividad media
donde el sensor no está en contacto con el medio.
Este equipo debe enviar una señal de 4-20mA al PLC del Tablero correspondiente; el
PLC se comunica en ModBus RS 485 con el PLC Principal del Centro de Control de la
PTAR. El equipo además incorpora dos relés programables para utilización de
señalización, alarma o control automático.
a.3 Medidor de oxígeno disuelto, pH y temperatura
A ser usado para el control de la inyección de oxígeno necesario al proceso y para
determinar el grado de pH y temperatura con que ingresa el desagüe afluente.
El equipo debe comprender de dos sondas de medición de oxígeno disuelto, pH y
temperatura y un transmisor de señal, el que a su vez se debe comunicar en ModBus
RS485 con el PLC del Tablero de Control Principal de la PTAR para la medición continua
de los tres parámetros en los reactores de aireación prolongada.
a.4 Sistema de cloración automático
El sistema de la sala de cloro debe estar instalado con.
- Clorador automático con actuador eléctrico y unidad de control de procesos
- Analizador de cloro residual, para medir continuamente el cloro residual en aplicaciones
de agua
- Medidor de caudal al ingreso del tanque de contacto de cloro, para controlar el flujo del
desagüe tratado que está llegando al tanque contacto de cloro y de esta manera poder
regular la dosificación de cloro con el clorador automático con actuador automático.
- Analizador de fuga de cloro, el sensor servirá para enviar una señal local al panel
detector de fuga de cloro, que a su vez transmite una señal 4-20 mA al PLC del tablero
correspondiente.
30
- Analizador de balanza del tanq�e de cloro, para controlar el peso del tanque de cloro a
través de una señal de 4-20 mA y mantener informado al PLC del tablero correspondiente
a.5 Sensor de Intrusos
Deben actuar ante la presencia de alguna persona que no cuente con autorización ya
que el modo de desactivación será desde el centro de control.
Deben estar instalados en los ambientes principales de la planta de tratamiento, sala
de tableros, sala de la cámara de bombeo de desagüe, sala de cloro y centro de control.
Su conexión con el PLC del tablero respectivo debe efectuarse a través del contactar
auxiliar con alimentación de control estabilizada proveniente del UPS del mismo tablero.
a.6 Sonda control de nivel
Serán electrodos de acero inoxidable que permiten cerrar el circuito cuando el agua
hace contacto con dos de ellos dispuestos en niveles diferentes.
a.7 Relé control de nivel
Para recibir la señal generada por las sondas de control de nivel al cerrarse el circuito
y controlar el arranque y parada de las bombas de desagüe de servicios auxiliares (a
través de los contactos internos del equipo).
a.8 Relé temporizador
Para realizar la conexión y desconexión de diversos contactos NA/NC, en intervalos
de tiempo con posibilidad de regularse.
a.1 O Equipos auxiliares en general para los tableros de control
Se deben utilizar equipos que protejan contra los cortocircuitos y sobreintensidades.
a.11 Analizador de redes eléctricas
Los analizadores de redes deberán estar enlazados a los PLC correspondientes de
cada tablero mediante su puerto RS- 485 respectivo y comunicación ModBus.
b. Automatización
La siguiente es la descripción de las funcionalidades del PLC, UPS y el visualizador.
b.1 Controlador Lógico Programable (PLC)
Las unidades de PLC serán parte de la red de comunicación ModBus local destinada
a supervisión, control y mando de las instalaciones de la planta de tratamiento de aguas
residuales. También debe contar con interfaz de red Ethernet.
Las entradas analógicas serán derivadas de transductores de corriente de tipo 4-20
mA, proveniente de la instrumentación. Las entradas digitales deben ser alimentadas por
contactos libres de potencial y deberán ser programables para intercambiar las
asignaciones de las entradas a estos circuitos.
Los equipos PLC deberán tener puertos RS-485 adicionales que les permita conectar
una pantalla de despliegue HMI, para diálogo hombre-máquina. Se considera también la
utilización de un SCADA para la c_entralización del control y monitoreo.
Se considera un total de 5 PLC (Compact Logic L23) distribuidos en toda la planta.
b.2 Fuente de alimentación UPS para PLC secundarios
31
Es imprescindible que todos los PLC previstos en el proyecto cuenten para su
alimentación de fuente de alimentación ininterrumpible UPS.
b.3 Pantalla terminal de diálogo y visualización local HMI y PC
Todas las entradas analógicas y/o digitales (datos, eventos, alarmas) al PLC de los
tableros TGBL, TGS, TGR, TCBD de la planta de tratamiento, tendrán posibilidad de ser
visualizados localmente en la misma cámara o sala mediante un terminal de diálogo
hombre - máquina HMI local y/o a través de la PC ubicada en el centro de control;
mediante la lectura de una línea de servicio (barra de estados y alarmas) con la hora
actual.
Adicionalmente se debe contar con un SCADA. Para la solución se opta por el
sistema SCADA FactoryTalk de Allen/Bradley, haciendo uso de la red Ethernet existente
(Figura 3.13).
Figura 3.13 Pantalla de Inspección (Fuente: Propia)
c. Comunicación local
Los enlaces de comunicaciones están destinados a facilitar el monitoreo y control
local del funcionamiento de los diversos equipos a instarse en la Planta de Tratamiento,
facilitando el enlace entre ellos y el Centro de Control al interior de la Planta.
En general el sistema de control y monitoreo local de la planta de tratamiento, está
configurado como un conjunto de PLC enlazados con la PLC principal de la sala de
control de la planta mediante cables apantallados doble par trenzados (STP), y desde
aquí se enlazará a las PC.
32
Se hará una diferenciación f;:!n el tipo de red a usar: Los medidores de energía y
arrancadores están comunicados por medio de una red ModBus; la comunicación entre
PLC, paneles de medición, y entre PLC y PC es por medio de la red Ethernet
c.1 Tablero de control principal (TCP)
El propósito del tablero de control principal es contener en su interior todo el
equipamiento de recepción de datos, comunicaciones, alimentación eléctrica, de
operación local y material eléctrico auxiliar, necesario para el funcionamiento del sistema
automatización local previsto en el proyecto. Es decir, debe contener en su interior el
PLC, además de otros equipos y dispositivos menores complementarios.
c.2 Centro de Control
El centro de control previsto en la planta de tratamiento de aguas residuales, estará
constituida por dos redes de control (Ethernet TCP/IP y RS 485 en protocolo ModBus),
para soportar el tráfico de información entre los diversos tableros de control de los
equipos.
3.1.3 Trabajos previos
Con la relación de componentes y funcionalidades en cada etapa, se plantea las
obras a realizar para la implementación del Sistema de Monitoreo y Control de la Planta
de Tratamiento de Aguas Residuales.
En la caseta de tableros de pretratamiento existente, se debe instalar un tablero de
control con PLC maestro, que integre a todos los PLC y medidores de energía ya
existentes, a través de una red RS-485.
En la caseta de tableros de la sala eléctrica principal se debe realizar el cambio del
tablero de fuerza y control existente para 16 aireadores por un tablero de fuerza y control
para 22 aireadores controlados por un PLC maestro, éste PLC además debe obtener los
datos del medidor de energía que se instala en la celda.
En la caseta de tableros de la laguna anaerobia se debe instalar 3 tableros de fuerza
y control para el control de Mezcladora, Soplador1 y Soplador2.
Todos los PLC (05) se deben integrar con los servidores del sistema SCADA, a través
de una Red-Ethernet con fibra óptica.
La información que se debe envíarse es: las horas de funcionamiento de los equipos,
consumos de energía ordenadas por zonas (energía activa, energía reactiva, potencia
activa, potencia reactiva, amperaje, voltaje), así como las variables de procesos (oxígeno
disuelto, caudal, turbiedad).
Las rutinas de comunicación, de envío y recepción de datos desde la PTAR
Carapongo, deben ser automáticas y en intervalos de tiempo configurables desde el
SCADA implementado, también deben ser enviados a solicitud (refresco de información).
33
La automatización debe comprender, el control automático de los Aireadores, reja
mecánica, tornillos desarenadores, bombas de limpieza, bombas de suministro de agua,
compuertas motorizadas, mezclador y sopladores. Debe incluirse alarmas según eventos
configuradas.
3.2 Descripción de la implementación
En resumen el sistema de control y monitoreo de la PTAR cuenta con un centro de
control que permite la operación centralizada de toda la planta de tratamiento de aguas
residuales.
El mando del Tornillo Compactador, Lavador y Deshidratador de las rejas mecánicas
es manual y automático por configuración de tiempos en secuencia con el funcionamiento
de las Rejas según la programación y funcionamiento del PLC del tablero de control de
las rejas mecánicas.
Se instalaron los siguientes sensores:
- Sensores ultrasónicos de nivel para la reja mecánica automática, dos por la reja,
colocadas una delante y una detrás de la reja para medir la diferencia del nivel de agua y
en base a ella transmitir al PLC del tablero de control de las rejas mecánicas la orden de
arranque o parada del motorreductor del peine de limpieza de la reja.
- Sensor ultrasónico de nivel para medir el nivel y volumen existente en la cámara de
bombeo de desagüe, controlar el arranque y parada de las bombas y controlar la alarma
por nivel mínimo y nivel de rebose de la cámara.
- Sensor ultrasónico para medición de caudal en el canal ingreso a los reactores de
aireación del afluente a la Planta de Tratamiento, reportándolos mediante señal continua
hacia el PLC en el Centro de Control de la Planta.
- Sensores para medición de oxigeno disuelto, pH y temperatura para medición de
oxigeno disuelto, pH y temperatura en los reactores de aireación de la Planta de
Tratamiento, reportándolos mediante señal continua hacia el PLC en los paneles de
medición.
Con los datos anteriores recolectados por los PLC, es posible una supervisión y
manejo centralizado de los procesos de la planta de tratamiento, apoyados en el SCADA
Se instalaron las siguientes alarmas en el centro de control:
- Estado de funcionamiento de las bombas, motorreductores, aireadores, extractores y
válvulas de control eléctrico.
- Disponibilidad de las tensiones eléctricas tanto en corriente alterna del Concesionario
como del grupo electrógeno,
- Presencia de personas no autorizadas.
34
3.2.1 Funciones del control de a.utomatización
La PTAR Carapongo consta de varios subsistemas: una unidad de pretratamiento,
una laguna anaerobia, cuatro lagunas aireadoras, y dos sedimentadores; cada zona
posee unidades de proceso y equipamiento eléctrico (ver Tabla 3.1)
Tabla 3.1 Elementos de los subsistemas de la PTAR
SISTEMA DE PRETRA TAMIENTO SISTEMA DE LAGUNA ANAEROBIA SISTEMA DE AIREADORES
- 1 reja mecanizada. - 1 mezcladora. - 8 aireadores LP1.
- 1 transportador / compactador. - 2 sopladores. - 8 aireadores - LP3.
- 1 O compuertas mecanizadas. - 4 aireadores- LS2.
- 2 bombas de limpieza. - 4 aireadores - LS4.
- 2 sopladores.
- 3 tornillos desarenadores.
- 2 bombas de suministro.
a. Funcionamiento y desarrollo del sistema SCADA
El sistema SCADA [7] está instalado en dos servidores ubicados en la sala de control.
La estación de operación SCADA, tiene configurada pantallas de visualización del
proceso, así como el despliegue de variables del proceso al operador, y cuenta con una
impresora de reportes e informes de alarmas y otras variables. El sistema SCADA tiene
las siguientes funciones:
- Actualización periódica de la base de datos con las variables del sistema, efectuando
un polling a todas las unidades remotas conectadas directamente a las unidades
maestras de los subsistemas (aireadores, pretratamiento, laguna anaerobia).
- Despliegue de pantallas configuradas que permiten visualizar el proceso y todas las
variables involucradas.
- Ejecución de comandos sobre bombas, aireadores y otros equipos. Al efectuar una
instrucción de comando, el SCADA interrumpe su ciclo de polling y da prioridad a que se
propague el comando hasta llegar a la unidad destino, asimismo interroga el estado de
activación del comando a manera de retroalimentación al operador del sistema.
- Despliegue de alarmas e impresión de reportes e informes de las mismas.
- Registro histórico de datos que muestren la evolución de variables de proceso para su
futuro análisis.
b. Control de reja mecánica
El sistema de control permite operar la reja mecánica en dos modalidades básicas de
funcionamiento: manual y automático. Estas modalidades se subdividen en cuatro (4)
modos de operación:
- Modo manual TFC: el control de la reja se hace desde las botoneras instaladas en el
35
frontis del tablero de fuerza y control (TFC).
- Modo manual local: es aquel en donde el arranque y parada de la reja se hace desde
las botoneras instaladas en el desarenador.
- Modo manual SCADA: el cual se realiza desde las dos computadoras instaladas en el
centro de control.
- Modo automático: en este modo la reja trabajará según la secuencia cargada en el
PLC, y dependerá del nivel medido por el sensor aguas arriba de la reja.
c. Control de transportador/compactador de material cribado
El sistema de control permite operar el transportador/compactador de material cribado
en dos modalidades básicas de funcionamiento: Manual y Automático. Estas
modalidades se subdividen en tres modos de operación:
- Modo manual TFC: el control del transportador se hace desde las botoneras instaladas
en el frontis del tablero de fuerza y control (TFC).
- Modo manual local: es aquel en donde el arranque y parada del transportador se hace
desde las botoneras instaladas en el desarenador.
- Modo automático: en este modo el funcionamiento del transportador consiste en que el
sistema de control programado en el PLC permite controlar el ON/OFF del
transportador/compactador de acuerdo al estado de funcionamiento de la reja mecánica.
d. Control de bombas de limpieza
El sistema de control permite controlar las bombas de limpieza en tres modos de
operación:
- Modo manual TFC: el control de cada bomba de limpieza se hace desde las botoneras
instaladas en el frontis del tablero de fuerza y control (TFC).
- Modo manual SCADA: el cual se realiza desde las dos computadoras instaladas en el
centro de control.
- Modo automático: en este modo cada bomba de limpieza trabajará según la secuencia
cargada en el PLC.
Normalmente, las bombas de limpieza operan en modo manual, desde 2 ubicaciones:
TFC ó SCADA. Dos señales detendrán a la bomba, o inhibirán su partida, por medio de
un enclavamiento alambrado en los circuitos de control TFC y cuyas señales se
encuentran disponibles en el PLC
- Una de sobrecalentamiento y
- Otra de motor húmedo, provenientes ambas desde el motor de la bomba.
e. Control de tornillos desarenadores
El sistema de control permite controlar los tornillos desarenadores en tres (3) modos
de operación:
36
- Modo manual TFC: el control de cada tornillo desarenador se hace desde botoneras
instaladas en el frontis del tablero de fuerza y control.
- Modo manual SCADA: el cual se realiza desde las dos computadoras instaladas en el
centro de control.
- Modo Automático: en este modo cada tornillo desarenador trabajará según la secuencia
cargada en el PLC.
Normalmente, los tornillos desarenadores operan en modo manual TFC. El modo
automático consiste en que el sistema de control programado en el PLC controle la
partida/parada de los tornillos desarenadores por intervalos de tiempo programables.
Una señal de rotura de eje proveniente desde la proximidad instalada en la carcasa,
detiene al tornillo desarenador, o inhibe su partida en cualquier modo de operación, por
medio de un enclavamiento alambrado en los circuitos de control en TFC, y cuya señal se
encuentra disponible en el PLC.
f. Control de sopladores
El sistema de control permite controlar los sopladores en tres (3) modos de operación:
- Modo manual TFC: el control de cada soplador se hace desde botoneras instaladas en
el frontis del tablero de fuerza y control.
- Modo manual SCADA: el cual se realiza desde las 2 computadoras instaladas en el
centro de control.
- Modo Automático: en este modo cada soplador trabaja según la secuencia cargada en
el PLC.
Normalmente, los sopladores operan en modo manual TFC. El modo automático
consiste en que el sistema de control programado en el PLC permitirá controlar la
partida/parada de los sopladores por intervalos de tiempo programables.
g. Control de aireadores
El sistema de control permite controlar los aireadores en cuatro modos de operación:
- Modo manual TFC: el control de cada aireador se hace desde botoneras instaladas en
el frontis del tablero de fuerza y control.
- Modo manual SCADA: el cual se realiza desde las 2 computadoras instaladas en el
centro de control.
- Modo automatico2: controla la partida / parada de aireadores en cada grupo de lagunas
a partir de la medición de oxígeno disuelto, esto es controlando la partida/parada de
Aireadores según las necesidades de oxígeno de las aguas tratadas. La medición de
oxígeno disuelto se efectúa por medio de sensores ubicados en la salida de las cuatro
lagunas: LP1, LP3, LS2, LS4.
- Modo Automático1: controla la partida / parada de aireadores en cada grupo de lagunas
37
de acuerdo a un criterio horario, �sto es un TIMER que indica en que hora dicho aireador
debe partir o parar.
Todos los aireadores normalmente operan en modo automático2.
3.2.2 Desarrollo en el SCADA
En el SCADA se implementa toda la funcionalidad de control de los PLC, los
elementos eléctricos, mecánicos, la instrumentación de campo, etc ...
El SCADA FactoryTalk de Allen Bradley ((8], (9]) facilita la inspección de las etapas de
una manera panorámica, identificando el estado de cada elemento de la misma. Si se
realizara alguna modificación o ampliación en la PTAR, esta podría ser fácilmente
reflejada en el SCADA en la brevedad.
a. Interfaz principal
La Figura 3.14 es la Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) elaborada con HMI de la PTAR
Carapongo, en la que se puede apreciar el esquema completo del tratamiento que se le
da a las aguas residuales. Desde esta interfaz, haciendo un clic en su figura
representativa, se puede acceder a las otras interfaces: pretratamiento, laguna anaerobia
y detalle de cada laguna aireadora.
Además de contar con los accesos a otros procesos de la planta, esta muestra:1) el
nivel de caudal de ingreso a la planta, 2) el nivel de turbiedad y 3) el nivel de oxígeno
disuelto a ta salida de cada laguna.
En esta interfaz se visualiza el estado de funcionamiento de cada aireador en su
laguna respectiva mediante un LEO indicador (verde: si se encuentra funcionando y rojo
si se encuentra detenido).
b. Pretratamiento
La Figura 3.15 muestra en resumen el proceso de pretratamiento (desarenador). En
esta pantalla se visualiza los parámetros generales de cada equipo, como son el estado
de funcionamiento en el que se encuentran; si es que ocurriera alguna falla de equipo
aparece un LEO indicador de color amarillo intermitente que representa el símbolo de
falla; en el caso de los tornillos desarenadores, reja y transportador muestran además el
consumo de corriente.
Desde este resumen, haciendo un clic en su figura representativa, se puede acceder
al detalle de los diversos equipos pertenecientes al pretratamiento: reja mecánica y
transportadora, compuertas, bombas de limpieza, sopladores, y tornillos desarenadores.
Al ingresar al detalle de cada equipo se tendrá la opción de ejecutar los mandos
SCADA de cada uno de los equipos mencionados, con la condición de que el selector
ubicado en el frontis del tablero se encuentre en automático. La Figura 3.16 muestra
cómo ejemplo de esta capacidad a una segunda ventana, en este caso para el tornillo.
38
En esta interfaz se muestra el nivel de caudal de ingreso a la planta, así como la
animación del flujo de agua a través de todo el proceso. En la parte inferior izquierda, se
encuentra un botón con el que se puede acceder a la configuración automática de los
sopladores y tornillos.
c. Laguna anaerobia
La figura 3.17 muestra el detalle del funcionamiento de la mezcladora, así como de
los dos sopladores difusores. Desde esta pantalla de control se puede ejecutar los
mandos SCADA de cada uno de los equipos mencionados. Se puede visualizar el estado
de funcionamiento de cada equipo mediante su animación y a través del LEO indicador.
En la parte inferior izquierda, se encuentra un botón con el que se puede acceder a la
configuración automática del mezclador y de los 2 sopladores.
d. Lagunas aireadoras
La Figura 3.18 muestra las cuatro lagunas aireadoras. Desde esta pantalla se puede
acceder al detalle de cada laguna haciéndole un clic a la laguna que se quiera acceder.
Muestra el nivel de oxígeno disuelto a la salida de cada laguna, como el modo en el que
se encuentra el selector automático (automático1, automático2) de cada laguna.
La Figura 3.19 muestra una pantalla de detalle de cada laguna. Al ingresar al detalle
de cada laguna se tendrá la opción de ejecutar los mandos SCADA de cada uno de los
aireadores pertenecientes a dicha laguna. En el lado izquierdo de la pantalla hay una
columna de color azul que en la parte superior muestra el modo automático en el que se
encuentra la laguna, en la parte inferior hay un selector que conmuta entre los dos modos
Automático (automático1 y automático2). En la parte central hay dos botones de acceso a
la configuración de arranque de los aireadores en modo automático (por nivel de oxígeno
disuelto y por horas).
e. Diagrama unifilar de suministro de energía
La Figura 3.20 muestra el monitoreo de las variables eléctricas de cada tablero del
sistema: celda de llegada, media tensión, tablero general aireadores, tablero general
pretratamiento, tablero general, laguna anaerobia. Todas las líneas que estén
automatizadas se representarán de color verde cuando se encuentren energizadas y de
color rojo cuando no se encuentran energizadas. Al hacer un clic en el medidor
correspondiente a cada tablero aparecerá una tabla con los valores de las variables
eléctricas: corriente {promedio de las 3 líneas), voltaje (promedio de las 3 fases), potencia
activa, potencia reactiva, factor de potencia, energía activa, energía reactiva.
SECUNDARIA4
se.dapal �----===e: ..¿,.
PRETRATAMIENTO
TORNILLO3
,. u• •. : 1út;..�rJCJ(:,
1 ·1
;; :r- r,
TORNILLO 2
fU•,C OIWIDO
TORNILL01
DETE�,, C>(1
J e ;. ·1.p
• comptd.
Comptd.
compta1.
r,(usvÁRto: se>APAl-1
Compta:I.
comptM.
ESTADO
ESTADO
sedapa-1 ��
REJA
ul: Tl:•Jlé)U
TRANSPORTADOR
F t.:r,c !O��ANDO
1 í ::..,11r
Conipt�1 •
Compt32.
Figura 3.15 Pretratamiento (Fuente: Manual de operación SCADA-SEDAPAL)
PRETRATAMIENTO - TORNILLO 1
MODO DI CONTROL
li9TAOO
TORNILL01 l,WlUAL
FWJCIONMJD 'l
1 ') r.1:;t,.
COMPUERTA 8 • >.\ANUAL
i>BlfRTn
:_. } ,t-.: 1 ¡)
SOPLADOR1 P-\AIJUAL
Of TF r,,on
SOPLADOR2 ,,1A..•.UAL
DF T FrnDO
sedapal --..::;::..----,�-¿..
• A2
UNIFILAR I ARQOOECTU� \IISTAPTAAS I USUAAJO: SEOAPAI. 1 NIVEL: SUPERVISOR
Figura 3.18 Lagunas aireadoras (Fuente: Manual de operación SCADA-SEDAPAL)
FUER.!I DE SERVICIO
DETEr�IDO
sedapal -�
11 o KV TABl.l!RO oe MEDIA TENSION!
I.A•) 14KV 1ot<A 81.A
LBS 121\V·:JP GIIOA
CT•2 2015A
TABLERO DE DISTRIBUCION PRINCIPAL
MCQ3P 8IIOTIOOA
0$tat(V� OQOA
-�f vs tfillOV
- - - -1 PT 10KV IIOOW 50\fA •
111\\1 CV32-22"(JlEXAO)
1� ACflW. 441) KVA 10K\I 'l2tftl
.V.
INSTALACION
DE CONDUCTOR
DE ALIMENTACION
CON$0LllE OPERAQON
VAA TAIURODE ELECm080MBA 3-11C6mm2 1'Mfo.fmra2 ,4flam?PVC_,,
sedapal � � � -=
t'licio <h "41u: f'Jat.ab-.-. y.JUc.ant1J1ll•fca d• Llru'
Cª-PA DE LLEGADA
MEDIA TENSION
CORRIE�
VOLlf"AJE
PACTIVA
PREACTIVi
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EACTIVA
EREACTIVi
f.2 3ll250A
·, ,·. �· 11 ; l 1 :, ¡..· :, l ¡
'f -J.E,, l-!/r', ,, :1
F� 3X350A
AYUDA UNIFILAR I ARQUrrECTURJll VISTA PTARS !!USUARIO: SEDAPAL 1 NIVEL: SUPERVISOR II USUARIOS
Figura 3.20 Diagrama unifilar (Fuente: Manual de operación SCADA-SEDAPAL)
sedas:ia-1 �-=-= ..¿..
Figura 3.21 Arquitectura de control (Fuente: Manual de operación SCADA-SEDAPAL)
47
f. Arquitectura de control
En esta interfaz (Figura 3.21) se muestra el detalle de la comunicación entre los PLC
y los servidores. Así como la comunicación entre los PLC y los dispositivos conectados a
su red (PLC GEFanuc, PLC Unitronics, PLC Allen Bradley, y medidores de energía).
La comunicación se detalla en una leyenda que se encuentra en la misma ventana.
Si existe comunicación con el dispositivo se tendrá una línea de color verde, mientras
que si el dispositivo no se encontrará conectado o en falla de comunicación se tendrá una
línea de color rojo.
Si el dispositivo se encontrará en falla, aparecerá un fondo rojo intermitente que
indicará la falla del equipo. Para el caso de la comunicación remota se indicará que existe
una conexión entre las estaciones mediante unas líneas de color verde intermitente.
En este esquema además se puede observar si es que uno de los servidores ha
caído, esto se representa mediante la línea de conexión entre los servidores con el
switch.
Esto es si la línea de conexión está en color Verde quiere decir que si hay conexión,
mientras que si la línea está de color rojo quiere decir que no hay conexión con el
servidor, en otras palabras quiere decir que el servidor se ha caído.
g. Alarmas, reportes y tendencias
Son alfanuméricas por lo cual no se incluyen las gráficas respectivas.
En alarmas se muestra el detalle de las alarmas generadas por la aplicación,
indicando la zona a la que pertenece, el tipo de falla que presento, y el estado de alarma
(reconocida o no reconocida). En la parte inferior izquierda presenta botones de
reconocimiento de alarmas, reset, y borrado de las mismas.
En reportes se muestra el estado de: las variables de proceso, funcionamiento de los
equipos en el pretratamiento, funcionamiento de los aireadores y variables eléctricas.
En tendencias se muestra las gráficas de tendencias de las variables de proceso:
caudal de ingreso, oxígeno disuelto de cada laguna, valor de turbiedad. Permite la
generación de gráficos continuos y simples de tendencias en tiempo real (del día en
curso) o históricos, de las variables de proceso.
3.3 Tableros
Dado lo extenso de la instrumentación utilizada ([10), [11), [12), [13)) se muestra como
ejemplo del equipamiento a dos tableros: tablero de bombas de lodo (TGBL), y el tablero
general de reactores (TGR). El tablero general bombas de lodo se analiza en cuatro
partes, fuerza (Tabla 3.2), PLC (Tabla 3.3), arranque directo para electrobomba de 5 Hp
(Tabla 3.4), arranque directo para electrobomba de 10 Hp-220 V (Tabla 3.5).
48
Tabla 3.2 Fuerza. (Fuente: Propuesta Técnica PTAR Ñaña)
Cantidad Descripción
Tableros de fabricación nacional metálicos autosoportados modular, paneles laterales, posterior ytecho formados por plancha de acero de 1.5mm de espesor, puerta de 2mm reforzadas, grado de
1 protección IP55, protección contra polvo y salpicadura de agua, para uso interior, placa de montaje regulable y zócalo reforzado. Con un sistema climatizado con resistencia calefactor e higrostato para disipar la humedad y ventiladores para minimizar el calor.
1 Interruptor / Conmutador ln=1 0A Detector de apertura de puerta
1 Lámpara de fijación mediante riel DIN, 11 W, 220V
1 Sistema de ventilación: extractor 98m3/h, rejilla, termostato.
1 Interruptor termo magnético regulable 80-1 00Amp con envolvente moldeado, lcu=85KA en 220V Marca: Schneider Electric.
1 Analizador de redes POWER METER 71 O, con puerto de comunicación RS485
3 Transformador de corriente 100A/5A, 2,5VA, Nivel de aislamiento: 0.6KV a 10kv BIL Onda completa, Marca: Allen-Bradley
5 Bloque de fusible de 4mm IEC, para fusible de 5x20mm, Marca: Allen-Bradley
1 Relé de protección de mini/maxi tensión, perdida de fase, desequilibrio y secuencia de fase, Marca: Allen-Bradley
2 Mini contactor auxiliar, 4NA, 230V 50/60Hz, Marca: Allen-Bradley.
1 Block contacto auxiliar, 4NA, Marca: Allen-Bradley.
3 Bloque de fusible de 4mm IEC, para fusible de 5x20mm, Marca: Allen-Bradley
1 Selector de 3 polos, 12 Amp. (Local-O-Remoto). Marca: Allen-Bradley.
1 Accionamiento tipo A, 60° , 1-0-2, 48x48mm, OH12, Marca: Allen-Bradley.
2 Mini contacto auxiliar, 4NA, 230V 50/60Hz, Marca: Allen-Bradley.
2 Block contacto auxiliar, 4NA, Marca: Allen-Bradley.
Tabla 3.3 PLC (Fuente: Propuesta Técnica PTAR Ñaña)
Cantidad Descripción
1 CompactLogix L2x Controller, 1 serial port. 1 EtherNet/lP port, 512KB memory, 16 DC in, 16 DC out, up to 2 1769 1/0 expansion modules or 1769 Communication modules
1 32 Point 24 VDC Input Module
1 16 Point 24 VDC Sinking/Sourcing Input Module
1 Modulo de comunicación ModBus 1769-SM2 Compact 1/0 OSI.
1 PanelView Plus 400, 3.8" Grayscale Display, Keypad, EtherNet, RS-232 & Modular Communications, DC Input
1 Stratix 2000 Switch, Unmanaged, 5 Copper Ports
2 Patchcord: RJ45 Male / RJ45 Male, 4-Conductor, Teal Robotic TPE, Flex Rated,
2 Fuente de 72W-3A, 24Vdc, modelo compacto, entrada 100 ... 240Vac
4 Interruptor automático modular de 2x6, curva de disparo C (5 ... 1 O In)
2 Conmutador de 12 Amp. (Línea-0-UPS). Marca: Allen-Bradley.
2 Accionamiento tipo A, 60°, 1-0-2, 48x48mm, OH12, Marca: Allen-Bradley.
49
Tabla 3.4 Arranque directo pc;1ra 4 electrobombas de 5HP - 220v (Fuente: Ídem)
Cantidad. Descripción
4 Interruptor para protección de motor (Guardamotor) Terrnomagnético regulable de 1 O ... 16Amp, corriente máxima de falla 5KA, disparo magnético 13xle, Marca: Allen-Bradley.
4 Bloque de contactos de disparo 1 NA+ 1 NC de montaje Frontal para guardamotor, Marca: Allen-Bradley.
4 Bloque de contactos auxiliar para guardamotor de 2NA de montaje Lateral Derecho, Marca: Alfen-Bradley.
4 Contactar de Línea, con corriente de operación nominal de 3x16Amp en AC3, bobina 220Vac, Marca: Allen-Bradley.
4 Bloque de contactos auxiliares, contactos: 4NA, para contactar serie 100-C, Marca: Allen-Bradley.
4 Relé de interposición 4 contactos NA/NC bobina 220Vac, para multiplicar la parada de Emergencia, Marca: Allen-Bradley.
4 Base para relé de interposición+ Clip de Retención para relé de interposición, Marca: Allen-Bradley.
4 Selector de 3 polos, 12 Amp. (Manual-O-Automático). Marca: Allen-Bradley.
4 Accionamiento tipo A, 60º, 1-0-2, 48x48mm, OH12, Marca: Allen-Bradley.
4 Pulsador rasante verde 1 NA, 22mm. Alfen Bradley.
4 Pulsador rasante rojo 1 NC, 22mm. Allen Bradley.
4 Piloto rasante rojo bobina 220Vac, Marca: Allen-Bradley.
4 Piloto rasante verde bobina 220Vac, Marca: Allen-Bradley.
Tabla 3.5 Arranque directo para 4 electrobombas de 1 OHP - 220v (Fuente: Ídem)
Cantidad Descripción
4 Interruptor para protección de motor (Guardamotor) Terrnomagnético regulable de 23 ... 32Amp, corriente máxima de falla 5KA, disparo magnético 13xle, Marca: Allen-Bradley.
4 Bloque de contactos de disparo 1 NA + 1 NC de montaje frontal para guardamotor, Marca: Alfen-Bradley.
4 Bloque de contactos auxiliar para guardamotor de 2NA de montaje lateral derecho, Marca: Alfen-Bradley.
4 Contactor de línea, con corriente de operación nominal de 3x37 Amp en AC3, bobina 220Vac, Marca: Allen-Bradley.
4 Bloque de contactos auxiliares, contactos: 4NA, para contactor serie 100-C, Marca: Allen-Bradley.
4 Relé de interposición 4 contactos NA/NC bobina 220Vac, para multiplicar la parada de emergencia, Marca: Allen-Bradley.
4 Base para relé de interposición + clip de retención para relé
4 Selector de 3 polos, 12 Amp. (Manual-O-Automático). Marca: Allen-Bradley.
4 Accionamiento tipo A, 60º, 1-0-2, 48x48mm, OH12, Marca: Allen-Bradley.
4 Pulsador rasante verde 1 NA, 22mm. Allen Bradley.
4 Pulsador rasante rojo 1 NC, 22mm. Alfen Bradley.
4 Piloto rasante rojo bobina 220Vac, Marca: Allen-Bradley.
4 Piloto rasante verde bobina 220Vac, Marca: Allen-Bradley.
50
El Tablero de general de react9res se analiza en tres partes, Fuerza (Tabla 3.6), PLC
(Tabla 3.7), arranque con variador para electrobomba de 40 Hp (Tabla 3.8),
Tabla 3.6 Fuerza (Fuente: Ídem)
Cantidad Descripción
Tableros de fabricación nacional metálicos autosoportados modular, paneles laterales, posterior y
7 techo formados por plancha de acero de 1.5mm de espesor, puerta de 2mm, reforzadas, grado de protección IP55, protección contra polvo y salpicadura de agua, para uso interior, placa de montaje regulable y zócalo reforzado. Climatización similar.
7 Interruptor / conmutador ln=10A detector de apertura de puerta
7 Sistema de ventilación: extractor 98 m3/h, rejilla, termostato.
1 Interruptor termomagnético regulable 320-800Amp con envolvente moldeado, lcu=85KA en 220V Marca: Schneider Electric.
1 Lámpara de fijación mediante riel DIN, 11 W, 220V
1 Relé de protección de mini/maxi tensión, perdida de fase, desequilibrio y secuencia de fase, Marca: Allen-Bradley
2 Mini contactar auxiliar, 4NA, 230V 50/60Hz, Marca: Allen-Bradley.
2 Block contacto auxiliar, 4NA, Marca: Allen-Bradley.
3 Bloque de fusible de 4mm IEC, para fusible de 5x20mm, Marca: Allen-Bradley
1 Selector de 3 polos, 12 Amp. (Local-O-Remoto). Marca: Allen-Bradley.
1 Accionamiento tipo A, 60º, 1-0-2, 48x48mm, OH12, Marca: Allen-Bradley.
4 Mini contactar auxiliar, 4NA, 230V 50/60Hz, Marca: Allen-Bradley.
4 Block contacto auxiliar, 4NA, Marca: Allen-Bradley.
Tabla 3.7 PLC (Fuente: Ídem)
Cantidad Descripción
1 CompactLogix L2x Controller, 1 serial port, 1 EtherNet/lP port. 512KB memory, 16 DC in, 16 DC out up to 2 1769 1/0 expansion modules or 1769 communication modules
2 32 Point 24 VDC Input Module
1 Modulo de comunicación ModBus 1769-SM2 Compact 1/0 DSI.
1 PanelView Plus 400, 3.8" grayscale display, keypad, EtherNet RS-232 & modular communications, DC Input
1 Stratix 2000 Switch, unmanaged, 5 Copper ports
2 Patchcord: RJ45 Male / RJ45 Male, 4-conductor, teal robotic TPE, flex rated, 2 meters (6.56 feet)
2 Fuente de 120W-5A, 24Vdc, 180 ... 264Vac
1 Interruptor automático modular de 2x25, curva de disparo D (10 ... 20 In)
1 Interruptor automático modular de 2x30, curva de disparo D (10 ... 20 In)
1 Interruptor automático modular de 2x15, curva de disparo C (5 ... 1 O In)
4 Interruptor automático modular de 2x6, curva de disparo C (5 ... 1 O In)
2 Conmutador de 12 Amp. (Línea-0-UPS). Marca: Allen-Bradley.
2 Accionamiento tipo A, 60°, 1-0-2, 48x48mm, OH12, Marca: Allen-Bradley.
51
Tabla 3.8 Arranque con variador para 4 electrobombas de 40 Hp - 440v (Fuente: Id.)
Cantidad Descripción
4 Interruptor termomagnético regulable 80-1 00Amp con envolvente moldeado, lcu=85KA en 220V Marca: Schneider Electric.
4 Analizador de redes POWER METER 71 O, con puerto de comunicación RS485
12 Transformador de corriente 100A/5A, 2,5VA, nivel de aislamiento: 0.6KV a 10kv BIL Onda completa, Marca: Allen-Bradley
20 Bloque de fusible de 4mm IEC, para fusible de 5x20mm, Marca: Allen-Bradley
4 Contactor tripolar de línea 3x85A en AC3 bobina 220Vac, 1 NA.
4 Filtro externo PowerFlex 400, 180-S00V, 3PH, 1 00A
4 Variador PowerFlex 400, 380-480V, 3PH, 72A, 37 KW, IP30, Tamaño O
Control:
4 Selector de 3 polos, 12 Amp. (Manual-O-Automático). Marca: Allen-Bradley.
4 Accionamiento tipo A, 60º, 1-0-2, 48x48mm, OH12, Marca: Allen-Bradley.
4 Pulsador rasante verde 1 NA
4 Pulsador rasante rojo 1 NC
4 Piloto led verde 220Vac
4 Piloto led rojo 220Vac
4 Relé industrial compacto 4NA, bobina 220v
16 Relé de interposición 4 contactos NA/NC bobina 220Vac, para multiplicar la parada de emergencia y control de relés de arrancador, Marca: Allen-Bradley.
16 Base para relé de interposición + clip de retención para relé de interposición, Marca: Allen-Bradley.
1 Interruptor automático modular de 2x6, curva de disparo C (5 ... 1 O In)
4 Mod. comunicación clase4, para Ethernet/lP
1 Stratix 2000 Switch, unmanaged, 8 copper ports
5 Patchcord: RJ45 Male / RJ45 Male, 4-conductor, teal robotic TPE, flex rated, 2 meters (6.56 feet)
CAPÍTULO IV CONFIGURACIÓN DE LA PLANTA
En el presente capítulo se describen los aspectos relacionados con la configuración
de la planta y su funcionamiento.
4.1 Configuración automática de los sopladores
Cada soplador tiene tres rangos de configuración (rango1, rango2, rango3), así como
un botón para confirmar los nuevos rangos y un botón para resetear los rangos.
Para configurar los rangos en los cuales el equipo estará funcionando, se tendrá que
ingresar cuatro parámetros (hora de arranque, minuto de arranque, hora de parada,
minuto de parada). Para hacer un buen uso de esta configuración es necesario fijar los
valores que haya en la configuración del equipo; además de ingresar los nuevos rangos
de funcionamiento, haciendo clic a rango 1, y en orden creciente (de una hora menor o
rango1 a una hora mayor o rango3). También se debe confirmar los nuevos rangos de
valores para el funcionamiento de los equipos (Figura 4.1) �--7-·,r--:·. ·-·· � ............ c-�-:.�,.....,....� .... -----...:r-;-----�-:�--;:"r·-�--.. .., . - - - ; - .. - . --- -
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RANGO 1 \:,
INGRESE LOS HORARIOS RESPECTIVOS
EN FORMATO DE OA 24
INICIO Joa HAS loo MIN
FINAL ,,, HAS loq MIN
OK 1 Cancel
Figura 4.1 Configuración de rangos de funcionamiento (Fuente: SCADA)
4.2 Configuración automática de los tornillos
Cada tornillo tiene un rango de configuración, así como un botón para confirmar los
nuevos rangos y un botón para resetear los rangos. Para configurar el rango en el cual el
tornillo estará funcionando y detenido, se tiene que ingresar cuatro parámetros (hora y
minuto en el cual se encontrará funcionando, hora y minuto en el cual se encontrará en
reposo). Para hacer un buen uso de esta configuración se debe deshacer los valores que
53
haya en la configuración del equipo (haciendo un clic al botón reset); luego ingresar los
nuevos rangos de funcionamiento empezando por el tornillo1 y finalmente confirmar los
nuevos rangos de valores para el funcionamiento y reposo de los tornillos (Figura 4.2).
TORNILLO 1 ; .,.�
INGRESE LOS HORARIOS RESPECTIVOS
EN FORMATO DE OA 24
FUNOONAMIENTO 1oz
APAGADO Jo3
OK 1 Cancel
HAS loo
HAS loQ
Figura 4.2 Configuración tornillos sinfín (Fuente: SCAOA)
MIN
MIN
Es necesario además la configuración de la hora del PLC de pretratamiento, así como
la sincronización de los otros PLC (aireadores y laguna anaerobia) lo que se tendrá que
hacer es configurar los parár:netros de tiempo que se deseen (año PLC, mes PLC, día
PLC, hora PLC, minuto PLC, segundo PLC), y luego de ingresar estos valores se deberá
hacer un clic en el botón de confirmar (al hacer esto todos los PLC tendrán los mismos
parámetros de tiempo).Ver Figura 4.3.
CONFIGURACION HORA PLC
Al'lO
MES
DIA
HORA
MINUTO
SEGUNDO
FECHA Y HORA PLC
12/20/04 13: 43:19
04
12
20
13
43
20
Figura 4.3 Configuración hora PLC
54
4.3 Configuración automática d�I mezclador y sopladores
Cada soplador y el mezclador tienen tres rangos de configuración (rango1, rango2,
rango3), así como un botón para confirmar los nuevos rangos y un botón para resetear
los rangos.
Para configurar los rangos en los cuales el equipo estará funcionando, se tendrá que
ingresar cuatro parámetros (hora de arranque, minuto de arranque, hora de parada,
minuto de parada). Para hacer un buen uso de esta configuración es necesario fijar los
valores que haya en la configuración del equipo (haciendo un clic al botón reset), luego
ingresar los nuevos rangos de funcionamiento empezando por el rango1 y en orden
creciente (de una hora menor o rango1 a una hora mayor o rango3), finalmente confirmar
los nuevos rangos de valores para el funcionamiento de los equipos (Figura 4.4). La
gráfica es similar para el soplador.
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INGRESE LOS HORARIOS RESPECTIVOS EN FORMATO DE O A 24
INICIO 115 HAS 133
FINAL ,, 5 HRS 13�
OK 1 Cancel
Figura 4.4 Configuración de mezclador (Fuente: SCADA)
4.4 Configuración por nivel de oxígeno disuelto (automático2)
MIN
lv11N
Cada laguna presenta 4 rangos de configuración, el rango máximo ha sido definido para
que sea un valor de 1 O mg/lt. Si la medición de oxígeno disuelto se encuentra en el
primer rango, partirán todos las aireadores que hayan sido configurados desde esta
pantalla en ese rango, y lo mismo ocurrirá con los subsiguientes rangos. Para hacer un
buen uso de esta configuración se debe fijar los valores que haya en la configuración de
los aireadores, luego se debe ingresar los nuevos rangos de oxígeno disuelto empezando
por el rango1 y en orden creciente de un valor menor a un valor mayor (como máximo
será de 1 O mg/lt); después seleccionar los aireadores que se quiera poner en
funcionamiento cuando el nivel de oxígeno disuelto llegue a dicho valor; finalmente se
debe confirmar los nuevos rangos de valores para los cuales los aireadores entrarán
en funcionamiento (Figura 4.5).
Figura 4.5 Configuración de sistema automático oxígeno disuelto (Fuente: SCADA)
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58
4.5 Configuración automático1 (por horas)
En esta pantalla (Figura 4.6) se muestra la configuración de horas (O a 23), en los que
cada aireador ordenados por laguna puede encender. Para la configuración se debe
seleccionar la fila del aireador con la columna de hora en la que se desea poner en
funcionamiento al aireador, esto hará que aparezca una X que representará su selección,
si el aireador que se quiere encender esta seleccionado en dos o más horas
consecutivas, permanecerá encendido hasta encontrar una hora en la que no haya sido
seleccionado.
4.6 Tendencias
Muestra las gráficas de tendencias (Figura 4.7) de las variables de proceso: caudal de
ingreso, oxígeno disuelto de cada laguna, valor de turbiedad. Permite la generación de
gráficos continuos y simples de tendencias en tiempo real (del día en curso) o históricos,
de las variables de proceso. Se permite el cambio de escala del tiempo, avances y
retrocesos en el tiempo o despliegue de un lapso específico de tiempo. Además se
despliega en el mismo gráfico más de una variable a la vez, cada una con su escala
ajustable y su unidad de ingeniería.
4.7 Configuración en pretratamiento
La configuración que se puede realizar en esta parte del proceso es sobre los
sopladores difusores y los tornillos desarenadores.
4.7.1 Configuración automática de los sopladores
Cada soplador tiene tres rangos de configuración (rango1, rango2, rango3), así como
un botón para confirmar los nuevos rangos y un botón para resetear los rangos. Para
configurar los rangos en los cuales el equipo estará funcionando, se tendrá que ingresar
cuatro parámetros (hora de arranque, minuto de arranque, hora de parada, minuto de
parada). Se debe fijar los valores que haya en la configuración del equipo; ingresar los
nuevos rangos de funcionamiento y confirmar los nuevos rangos de valores para el
funcionamiento de los equipos.
4.7.2 Configuración automática de los tornillos
Cada tornillo tiene un rango de configuración, así como un botón para confirmar los
nuevos rangos y un botón para resetear los rangos. Para configurar el rango en el cual el
tornillo estará funcionando y detenido, se tiene que ingresar cuatro parámetros (hora y
minuto en el cual se encontrará funcionando, hora y minuto en el cual se encontrará en
reposo). Se debe fijar los valores que haya en la configuración del equipo, e ingresar los
nuevos rangos de funcionamiento empezando por el tornillo1.
4.8 Configuración modo SCADA
El modo SCADA se refiere a tomar el control del equipo desde los botones virtuales
59
en el Computador, es decir se podrán encender o apagar los diferentes equipos que
tengan esta opción habilitada desde el Computador en el momento en el que el operador
SCADA lo crea conveniente. Para ejemplo de ello se muestra el funcionamiento del modo
SCADA de un aireador (Figura 4.8).
Figura 4.8 Aireador en SCADA (Fuente: SCADA)
CAPÍTULO V GESTIÓN DE TIEMPO Y DE COSTOS
En el presente capítulo se tocan los temas involucrados al presupuesto y al
cronograma del proyecto de ingeniería.
5.1 Presupuesto
En la Tabla 5.1 se muestra la estructura de costos simplificada.
Tabla 5.1 Presupuesto simplificado (Fuente: Propuesta económica PTAR)
Equipamiento de tableros eléctricos us $ 270,973.23
Fabricación de tableros eléctricos us $ 21, 888,.77
SCADA Factory Talk, desarrollo y puesta en marcha us $ 22,495.00
Hardware servidor us $ 23,210.00
Software de programación RSLOGIX 5000 , con licencia us $ 4,982.00
Total Valor Venta 343,549.00
I.G.V. 19% us $ 65,274.31
Total Precio Venta US$ 408,823.31
En total son 31 tableros eléctricos (de instrumentación, eléctricos, de arranque, etc.).
Respecto al segundo ítem, la fabricación de tableros eléctricos consta de lo siguiente:
- Ingeniería: supervisión y puesta en marcha de todas las estaciones.
- Esquemas eléctricos de los tableros, planos de fuerza, planos de control, planos
mecánicos, protocolos de pruebas en campo.
- Selección del equipamiento para los tableros según diagrama unifilares primarios.
- Desarrollo de ingeniería y automatización de todas las estaciones.
- Documentación completa del proyecto de acuerdo a los servicios ofertados.
- Programación del controlador según filosofía de control, back up de la programación en
archivo digital.
- Manual de funcionamiento.
- Desarrollo de pantallas de operación en los HMI suministrados.
- Capacitación en el sistema de control a implementarse.
- Integración de sensores y señales de campo consideradas en los planos del proyecto
Id Nombre de tarea
1 PTAR-NA A-CARAPONGO
2 DIRECCION PROYECTO 3 INGENIERIA
4 lngenieria basida del proceso 5 lngenieria basica electrica 6 lngenieria avanzada de proceso 7 INGENIERIA DE DETALLE
8 lng. Detalle de arquitectura de red 9 lng. Detalle selección de equipamiento 10 lng. Detalle planos mecanicos de montaje table 11 lng. Detalle planos electricos 12 lng. Detalle instrumentacion y control 13 SUMINISTRO
20 CONSTRUCCION Y MONTAJE
21 Construccion de tableros electrices 22 Montaje de tableros en campo 23 lnterconexion electrica entre tableros 24 Conexionado de lnstrumentacion 25 PROGRAMACION PLC Y DESARROLLO SCADA
26 Programacion del controlador 27 Desarrolllo de pantallas HMI 28 Desarrollo de aplicación de supervision SCADJ 29 Configuracion de la red Ethernet 30 PRUEBAS Y PUESTA EN SERVICIO
31 Pruebas equipos en vacio 32 Pruebas electricas modo manual 33 Pruebas electricas modo automatico 34 Pruebas lnstrumentacion y sist control 35 Pruebas desde el SCADA 36 Puesta en marcha 37 Puesta en operación 38 DOCUMENTACION Y CIERRE
39 Protocolos de pruebas FAT y SAT 40 Manual de funcionamiento de equipos 41 Manual de operación PLC 42 Manual de operación SCADA 43 Entrenamiento a operadores 44 Acta de entreoa v receocion
Duración
266 días
o días35 días
10 días 10 dlas 15 días 37 días
4 días 12 dlas 10 días 15 dlas 6 días
41 días
79 días
65 días 50 dlas 20 días 12 dlas 56 días
18 dlas 8 dlas
25 dlas 5 días
44 días 4 dlas 5 dlas
10 días 6 dlas
15 días 3 dlas 5 días
109 días
2 días 5 días 5 dlas 4 días
20 dlas 2 dlas
11 noviembre 1 21 enero 1 01 abril 1 11 iunio lun 16/11/09 l lun 28/12/09 l lun 08/02/10 li_un22/03/10 l iun 03/05/10 i lun 14/06/10 l lun 26/07/10 lu I vi I ma I sá I mi I do I iu I lu i vi ma I sá I mi I do I iu I lu I vi I ma
•
Tarea
Tarea critica
Progreso
Hito
Resumen
Tarea resumida
Tarea critica resumida
•
"
Hito resumido <>
Progreso resumido
División
Tareas externas
•
Resumen del proyecto � �
Agrupar por slntesis ,; ;
Fecha limite
•
Fiaura 5.1 Diagrama de Gantt (Fuente: Propia) ------ -
62
Respecto al tercer ítem (SCADA) este consta de lo siguiente:
1) Suministro de software de supervisión.- que abarca la Estación de Operación y
Estación de Ingeniería. Cada uno contiene el Factory Talk View Site Edition Server 25
Display, y el Factory Talk View Site Edition Client.
2) Ingeniería, desarrollo y puesta en marcha.- que abarca lo siguiente:
- Desarrollo de aplicación de supervisión según requerimiento del cliente y diagramas de
proceso P&ID.
- Configuración de red EtherNet/lP.
- Pruebas FAT y SAT
- Elaboración de documento "Manual de Operación" del sistema desarrollado.
- Puesta en marcha
- Entrenamiento a operadores en uso del sistema desarrollado ( 4h)
5.2 Cronograma
El cronograma fue estructurado de la siguiente manera:
- Ingeniería 35 días
- Ingeniería de detalle 37 días
- Suministro
- Construcción y montaje
- Programación PLC y desarrollo SCADA
- Pruebas y puesta en servicio
41 días
79 días
56 días
44 días.
- Documentación y cierre 109 días
La Figura 5.1 muestra el diagrama Gantt de la solución. En las Tabla 5.2 se muestra
el detalle de las tareas de suministro (no fueron desplegadas en el Gantt).
Tabla 5.2 Suministro (Fuente: Ibídem)
Suministro equipos eléctricos
Suministro instrumentación y Sistema de Control
Suministro tableros eléctricos
Suministro de Software de Supervisión
Suministro de Hardware (PCs Industriales)
Suministro Software de programación RSLogix 5000
30 dias
30 días
30 días
20 días
15 días
30 días
63
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
1. El sistema de control y monitoreo para automatizar los procesos ha logrado optimizar
los procesos de tratamiento de aguas residuales del sistema de alcantarillado de la
urbanización San Antonio de Carapongo.
2. El sistema PTAR ha sido integrado al Proyecto Mesías, un sistema de monitoreo y
control a nivel de todas las PTAR de Lima metropolitana y anexos.
3. El desarrollo de la solución ha brindado la experiencia necesaria para la realización de
similares proyectos. Se estima estar desarrollando la automatización de otras plantas de
tratamiento de aguas residuales a nivel nacional (Cieneguilla, Cuzco, etc.)
Recomendaciones
1 . Realizar documentos con procedimientos en caso de fallas y almacenar el proyecto del
PLC periódicamente a manera de respaldo. Además se recomienda contar con PLC
adicionales para reducir el tiempo de reposición del servicio.
2. Se debe seguir estrictamente los procedimientos de puesta en marcha y operación,
tanto del sistema de control como del sistema eléctrico.
3. Se debe programar el mantenimiento preventivo periódico a los motores eléctricos,
válvulas, controles y tableros eléctricos, esto es debido al ambiente agresivo en donde se
encuentran instalados.
ANEXO A ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPAMIENTO
64
En este anexo se muestran. las especificaciones técnicas que deben cumplir los
elementos de instrumentación y de control. En base a lo descrito se busca en el mercado
aquel elemento que se acerque más a los requerimientos técnicos.
Luego de aquellos que cumplan los requerimientos técnicos, el área de logística de la
empresa especializada (parte del consorcio) determina, en base a la disponibilidad,
costos y otras consideraciones, que marca será usada en la propuesta.
1) Sensor Ultrasónico de Nivel
Se muestran en la Tabla A.1
Tabla A.1 Especificaciones de sensor ultrasónico
(Fuente: Propuesta Técnica para la PTAR Ñaña)
Sensor
Tipo: Ultrasonido
Rango de medida: 4 m.
Frecuencia: 30KHz.
Angulo del haz de señal : 3º ó 6º
Materiales: Polipropileno ó PVDF.
Cable: Apantallado, aislado resistente al aceite de PVC, longitud 15m.
Carcasa: IP 68, resistente al agua, sumergible, máx. 1 bar
Aprobación CE: EN 50081-1, EN 50082-1.
Aprobación Ex: EN 50021, Zone 2 EEx Na 11 T3
2) Medición de Flujo en Canal Abierto
Se muestran en la Tabla A.2.
Transmisor
Rango de medida: O - 4 m.
Span: De O - 1 O cm ó O - 20 cm.
Alimentación: 220Vac./ 24Vdc
Consumo: 2W aproximado.
Temperatura: -20 ... +60 ºC.
Entrada: Desde el sensor ultrasónico.
Precisión: ± 0.2 %.
Salida: Analógica: 4-20mA, máx. 600ohmios.
Salida digital: Relés (SPST).
Puerto comunicación serial : RS-485 y RS-232
Display: LCD con 4 dígitos y símbolos.
Protección : IP-65
Tabla A.2 Especificaciones del medidor de flujo en canal abierto (Fuente: Ídem)
Sensor Transmisor
Tipo: Ultrasonido Rango de medida: O - 3 m.
Rango de medida: 3 m. Control: Por microprocesador
Haz de Señal : 10° Alimentación: 220Vac./ 24Vdc
Materiales: Polipropileno ó PVDF Consumo: 5VA / 5W aproximado.
Cable: Apantallado, aislado con resistencia al aceite, de Temperatura: -30 ... +65 ºC. PVC, longitud 6 m.
Precisión: ± 0.25 %. Carcasa: IP 68, resistente al agua, sumergible, máx. 1
Salida: Analógica: 4-20mA, máx. impedancia 750 Ohm bar
Rango de Temperatura- 20 a 80ºC Salidas digitales : 2 Relés SPDT , con 8A / 230VAC
Montaje : 1 "BSP Display: LCD alfanumérico con 2 x 16
Protección: IP-65
Material: Policarbonato.
3) Medición de Oxigeno Disuel�o, pH y Temperatura
Se muestra en la Tabla A.3, A.4 y A.5
Tabla A.3 Características técnicas de transmisor (Fuente: Ídem)
Alimentación 220 VAC, 60Hz 20 VA
Control Por microprocesador
Nivel de protección IP 66
Gabinete del procesador de señal Policarbonato
Humedad O a 100%
Altitud 1,000 m
Temperatura de trabajo 30 a + 55 ºC procesador de señal
Display local LEO 4 dígitos, 12 mm altura
Cantidad de sensores 2 Sensores
Salida analógica tipo activa 2 Salidas 4 - 20 mA opto aisladas
Comunicación ModBus RS 485
Montaje En pasamano horizontal/vertical o en pared
Tabla A.4 Sensor de oxigeno disuelto y temperatura (Fuente: Ídem.)
65
Principio de funcionamiento Del tipo óptico que mide la fluorescencia y las reacciones de extinción de un complejo de rubidio que es inmovilizado en una matriz de sol-gel
Sensor
Rango de medición O.O.
Rango de medición temp.
Precisión
Estabilidad
Nivel de protección
Temperatura de trabajo
Sonda con protector
Largo del cable
Con compensación de temperatura
Autoajustable desde O - 25 ppm , con O - 200 % de saturación
O a 60ºC
± 1 % del fondo de escala
± 0,1 % en 24 horas
IP 68 Sonda de medición
- 20 a + 50 ºC procesador de señal - 30 a + 65 ºC sonda de medición
Epóxica, silicona y poliuretano
8 m
Tabla A.5 Sensor de pH y temperatura (Fuente: Ídem)
Principio de funcionamiento Del tipo diferencial
Sensor Con compensación de temperatura
Rango de medición pH O a 14 pH
Rango de medición temp. O a 100 ºC
Sensibilidad 0.001 pH
Precisión ± O, 1 pH
Estabilidad ± 0,03 pH por día
Nivel de protección IP 68 Sonda de medición
Temperatura de trabajo - 5 a + 95 ºC
Material Aleación PVC, Fibra de vidrio, titanio, paladio y EPDM
4) Clorador automático con unidad electrónica del control de procesos
Se muestra en la Tabla A.6.
Tabla A.6 Especificaciones para clorador automático
(Fuente: Propuesta Técnica para la PTAR Ñaña)
Clorador Para montaje en pared para máxima seguridad, Incluye válvula reguladora
diferencial que mantiene un adecuado vacío diferencial a través del orificio V-
Notch. Contara con vacuómetros, para ver el vacío que hay en el sistema,
que incluye una banda de color verde que señala el rango correcto de vacío,
una banda de color roja que señala cuando no hay vacío eficiente.
Rotámetro De s· con capacidad de 500Ibs/día.
Válvula Capacidad de 500Ib/día. Incluye dos diafragmas para una más eficiente reguladora de operación. Cuenta también con un yugo auto-alineado. Indica 3 modos: vacío operación, bajo suministro de gas y corte en el sistema.
lntercambiador Para el intercambio automático de la alimentación de cloro gas entre los dos automático cilindros conectados al manifold7, del que terminó su contenido al cilindro
lleno.
Inyector remoto De 1" con toberas entrada y salida en 1·. El inyector cuenta con doble válvula
de retención, diafragma con asiento esférico y válvula check poppet
(compuerta de asiento) para mayor seguridad para evitar inundaciones.
Máxima presión 300psi a 1 00ºF del inyector
5) Analizador de Cloro Residual
Se muestra en la Tabla A.7
Tabla A.7 Especificaciones para el analizador de cloro residual (Fuente: Ídem)
Alimentación eléctrica:
Rango
Precisión
Tiempo de respuesta
Eficiencia
Sensibilidad
Temperatura de muestra:
Cubierta
Gabinete
Visualización
Señal de salida
Salida digital
230V ± 10%, 50/60 Hz, 14VA
0-2 mg/L
5%
4 seg desde la toma muestra
0.01 mg /Lo 2% F.S.
0.01 mg / Lo 1% F.S.
0-50ºC
Nema 4X / IP-65
Policarbonato
Display LEO numérico 3 dígitos.
Aislada 4-20 mA
Dos salidas de contacto seco.
7 Manifold: sistema por el cual se recogen varios flujos de gases o líquidos en un solo colector.
66
6) Analizador de Fuga de Clor�
Se muestran en la Tabla A.8
Tabla A.8 Especificaciones para el analizador de fuga de cloro (Fuente: Ídem)
Alimentación eléctrica
Montaje
Rango de Medición
Sensibilidad
Protección
Humedad
Temperatura
7) Sensor de Intrusos
220V, 60 Hz monofásico
En pared
O a 1 O ppm estándar
0.5 ppm
NEMA4X
Oa99%
-18º a 40 ºC continuo / -23º a 49 ºC a la intermitente
Se muestran en la Tabla A.9
Tabla A.9 Especificaciones técnicas del sensor de intrusos (Fuente: Ídem)
Voltaje de alimentación
Temperatura de operación
Salidas de relé
Humedad relativa
Alcance
Apertura
Inmunidad a RF
Tecnología base
Sensor
8) Relé de control de nivel
220 VAC
-20 a +60 º c
2 salidas, 1 programable y 1 automática
95%
15 m
105 °
De 10 a 1000 MHz
Infrarrojo pasivo QUAD y microondas con 52 haces de detección y ángulo cero
Compensador automático de temperatura
Se muestran en la Tabla A.1 O
Tabla A.10 Especificaciones técnicas del relé de control de nivel (Fuente: Ídem)
Voltaje de alimentación 220 VAC
Consumo 3VA
Temperatura de operación -5 a +50 ° c
Humedad relativa 95%
Categoría de los contactos AC 15 - 220 VAC
Grado de protección IP40
Posición de operación Varios
Altitud 1000 msnm
67
9) Válvula de solenoide de control eléctrico
Se muestran en la Tabla A.11
68
Tabla A.11 Especificaciones técnicas del solenoide de control eléctrico (Fuente: Íd)
Voltaje de alimentación
Tipo de válvula
Tamaño
Conexión
Presión diferencial máxima
Presión diferencial mínima
Rango de temperatura
Material del cuerpo y tapa
Aditamentos metálicos
Material de las juntas
Tipo
1 O) Analizador de Redes Eléctricas
Se muestran en la Tabla A.12
220 VAC, 2 hilos
Tipo globo
50 mm0 DN NPT
Rosca hembra
10 Bar
0.5 Bar
O a 130 ºC
Bronce
Bronce
FPM
NC ( Normalmente Cerrado)
Tabla A.12 Especificaciones técnicas del Relé Temporizador (Fuente: Ídem.)
Caracteristicas generales
Medición: 32 Parámetros eléctricos.
Contador de energía.
Comunicaciones RS-232 ó RS-485
Lectura Digital: Pantalla LCD retro iluminada, 4 lecturas simultaneas de 3 ½ dígitos.
Operación: 440 VAC.
Precisión: ± 0.5 (tensión/corriente).
Características de entrada
Tensión nominal 110 a 415 +/-10% VAC ó 125 a 250 +/-20% VDC.
Consumo 1 mA por fase.
Intensidad nominal 5 ó 10 Amp.
Circuito a medir Trifásico 3 ó 4 hilos.
Programable Teclado.
Batería recargable Incluida, que brinde una autonomía a registros.
Caracteristicas de salida
Display 4 lecturas simultáneas de 3 ½ dígitos.
Tipo de pantalla LCD retro iluminada.
Puerto de comunicación RS485 con protocolo ModBus
11) Relé Temporizador
Se muestran en la Tabla A.13
Tabla A.13 Especificaciones técnicas del relé temporizador (Fuente: Ídem)
Voltaje de alimentación
Categoría de los contactos
Consumo de corriente
Temperatura de operación
Humedad relativa
Rango de trabajo
Grado de protección
Posición de operación
Altitud
220 VAC
AC 15-220 VAC
50 mA
-30 a + 70 ° e
95%
O - 60 seg / O - 60 min
IP40
Varios
1000 msnm
12) Controlador lógico programable
Se muestran en la Tabla A.14 y A.15
Tabla A.14 Características técnicas del procesador (Fuente: lbid.)
Sistema operativo RAM interna mínima
Estándar en el mercado 64 KB palabras distribuidas en: Memoria Flash EEPROM para pmgrama. RAM respaldada por batería para datos.
Tiempo de ejecución mínimo
Lenguaje de Programación
Estructura del Software
Número de racks
O, 15 milisegundos por cada K instrucción.
De acuerdo a la norma IEC 1131-3
Ambiente integrado de desarrollo, multitarea
8
Tabla A.15 Características técnicas de entradas y salidas (Fuente: lbid.)
Entradas discretas
Salidas discretas
Entradas análogas
Salidas análogas
Puerto RS 485
Puerto Ethernet
Cantidad según lógica de funcionamiento, 24V VDC., como fuente de alimentación
Cantidad según lógica de funcionamiento, los del tipo relé son para 240 VAC.
Cantidad según lógica de funcionamiento, 4-20mA. Resolución mínima de 8 bits.
Cantidad según lógica de funcionamiento de O a 1 0V.
ModBus RTU Maestro/Esclavo, modo de caracteres ASCII, para enlace a terminal de dialogo operador y PLC.
1 O Base T protocolo TCP/IP para el enlace entre PLC y PC.
Puerto de Programación Todos los puertos permitirán programación del PLC (protocolo propietario).
Protocolo de Comunicación ModBus, Jbus ( Protocolo / norma FIP )
Otras opciones disponibles Profibus DP, Devicenet, Genius Fieldbus
69
ANEXO B GLOSARIO DE TÉRMINOS
DBO
HMI
PTAR
PM
PLC
SCADA
TFC
TCP
TGBL
TGS
TGR
TCBD
Demanda biológica de oxigeno
Interfaz hombre máquina
Planta de tratamiento de agua residual.
Paneles de medición
Controlador lógico programable
Sistema de adquisición y control de datos
Frontis del tablero de fuerza y control.
Tablero de control principal
Tablero general bomba de lodos
Tablero general sedimentado
Tablero general de reactores
Tablero de control bomba desarenado
70
BIBLIOGRAFÍA
1. lntroduction to Modbus TCP/IP, Acromag lncorporated, USA, 2005
2. Expediente Técnico SEDAPAL-PTAR Carapongo, 2008.
71
3. Gerencia Recolección, Tratamiento y Disposición Final de Sedapal, "Ficha Técnica
PT AR Cara pongo"
4. Procedimiento especial de selección- Bases Administrativas Integradas, Documento
Nº 0005-2008-SEDAPAL, 2008
5. Manual de Operación SCADA-CARAPONGO, Electro Control Industrial, 2009
6. FactoryTalk Alarms and Events System Configuration Guide, Rockwell Automation,
2010.
7. FactoryTalk Batch Technical, Rockwell Automation, 2010.
8. Oferta Técnica Comercial, Electro Control Industrial, 2009.
9. Compactlogix L23-Programmable Automation Controllers, Rockwell Automation,
2008,
10. Logix5000 Controllers Nonvolatile Memory Programming Manual, Rockwell
Automation, 2008
11. PowerFlex 400 AC Orive User Manual, Rockwell Automation, 2005.
12. http://www.anybus.com/technologies/modbustcp.shtml, Modbus-TCP
Ethernet Protocol Overview, 2011.
Industrial
13. http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profibus-technology-and
application-system-description/display/, Profibus Technology and Application -
System Description, 2011
14. https://www.icai.es/contenidos/publicaciones/index.php?fascic=ll l&anyo=2007,
Ethernet en la Industria, 2007.